• 제목/요약/키워드: Parametric Study

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Nonlinear finite element model of the beam-to-column connection for precast concrete frames with high ratio of the continuity tie bars

  • Sergio A. Coelho;Sergio A. Coelho
    • Computers and Concrete
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    • 제31권1호
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    • pp.53-69
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    • 2023
  • The rotational stiffness of a semi-rigid beam-to-column connection plays an important role in the reduction of the second-order effects in the precast concrete skeletal frames. The aim of this study is to present a detailed nonlinear finite element study to reproduce the experimental response of a semi-rigid precast beam-to-column connection composed by corbel, dowel bar and continuity tie bars available in the literature. A parametric study was carried using four arrangements of the reinforcing tie bars in the connection, including high ratio of the continuity tie bars passing around the column in the cast-in-place concrete. The results from the parametric study were compared to analytical equations proposed to evaluate the secant rotational stiffness of beam-to-column connections. The good agreement with the experimental results was obtained, demonstrating that the finite element model can accurately predict the structural behaviour of the beam-to-column connection despite its complex geometric configuration. The secant rotational stiffness of the connection was good evaluated by the analytical model available in the literature for ratio of the continuity tie bars of up to 0.69%. Precast beam-to-column connection with a ratio of the continuity tie bars higher than 1.4% had the secant stiffness overestimated. Therefore, an adjustment coefficient for the effective depth of the crack at the end of the beam was proposed for the analytical model, which is a function of the ratio of the continuity tie bars.

Prediction of plastic strength of elliptical steel slit damper by finite element analysis

  • Hossain, Mohammad I.;Amanat, Khan M.
    • Steel and Composite Structures
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    • 제45권2호
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    • pp.249-261
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    • 2022
  • This paper presents a numerical study to develop a guideline for estimating the plastic strength of elliptical steel slit damper with reasonable accuracy. The strut width increases from middle to end in elliptical steel slit damper and it is observed from the past studies that variation of the width is not considered for calculating the plastic strength of the damper. It is also noticed that the existing formulas for predicting plastic strength of this kind of damper may not be accurate and further refinement is warranted. Study is then carried on elliptical steel slit damper made of mild steel and having different geometry to find out equivalency of it with oblong steel slit damper having similar plastic strength. A few three-dimensional finite element models of seismic moment connection system with steel slit damper are developed and validated against past experiments for carrying the present study considering both the material nonlinearity as well as geometric nonlinearity. The results of the parametric studies have been compared with energy quantities and presented graphically to better understand the effects of different parameters on the system. Based on the pattern of parametric study results, closed-form semi-empirical algebraic expression of damper plastic strength is developed for elliptical steel slit damper which shows very good agreement with finite element analysis as well as experiments. This developed expression can now be used for elliptical steel slit damper in replacement with any type of damper in the design of moment connection.

산사태 취약성 분석을 위한 GIS 기반 확률론적 추정 모델과 모수적 모델의 적용 (Application of GIS-based Probabilistic Empirical and Parametric Models for Landslide Susceptibility Analysis)

  • 박노욱;지광훈;;권병두
    • 자원환경지질
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    • 제38권1호
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    • pp.45-55
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    • 2005
  • 산사태 취약성 분석을 위해 적용된 기존 GIS 기반 확률론적 공간 통합 모델은 범주형과 연속형 자료와 같이 서로 다른 형태의 자료의 처리를 위한 이론적 배경과 효율적인 방법론을 제시하지 못하였다. 이 논문에서는 우도비의 틀 안에서 연속형 자료를 직접적으로 사용할 수 있도록 비모수적 경험적 추정 모델과 모수적 예측적 판별 분석 모델을 적용하였다. 그리고 유사율과 예측비율곡선을 계산함으로써 두 모델을 정량적으로 비교하고자 하였다. 제안 모델을 비 교하기 위해 1998년 여름 산사태로 많은 피해를 입은 장흥 지역과 보은 지역을 대상으로 사례연구를 수행하였다. 장 흥 지역에서는 두 모델이 유사한 예측 능력을 나타내었으나, 보은 지역에서는 모수적 예측적 판별 분석 모델이 보다 높은 예측 능력을 나타내었다. 결론적으로 제안한 두 모델은 산사태 취약성 분석을 위한 연속형 자료 표현에 효율적 으로 적용될 수 있으며, 두 모델이 개별적인 연속형 자료 표현의 특성을 가지고 있기 때문에 다른 사례 연구를 통한 검증 작업이 병행되어야 할 것으로 생각된다.

파라메트릭 활성함수를 이용한 심층신경망의 성능향상 방법 (Performance Improvement Method of Deep Neural Network Using Parametric Activation Functions)

  • 공나영;고선우
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제21권3호
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    • pp.616-625
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    • 2021
  • 심층신경망은 임의의 함수를 근사화하는 방법으로 선형모델로 근사화한 후에 비선형 활성함수를 이용하여 추가적 근사화를 반복하는 근사화 방법이다. 이 과정에서 근사화의 성능 평가 방법은 손실함수를 이용한다. 기존 심층학습방법에서는 선형근사화 과정에서 손실함수를 고려한 근사화를 실행하고 있지만 활성함수를 사용하는 비선형 근사화 단계에서는 손실함수의 감소와 관계가 없는 비선형변환을 사용하고 있다. 본 연구에서는 기존의 활성함수에 활성함수의 크기를 변화시킬 수 있는 크기 파라메터와 활성함수의 위치를 변화시킬 수 있는 위치 파라미터를 도입한 파라메트릭 활성함수를 제안한다. 파라메트릭 활성함수를 도입함으로써 활성함수를 이용한 비선형 근사화의 성능을 개선시킬 수 있다. 각 은닉층에서 크기와 위치 파라미터들은 역전파 과정에서 파라미터들에 대한 손실함수의 1차 미분계수를 이용한 학습과정을 통해 손실함수 값을 최소화시키는 파라미터를 결정함으로써 심층신경망의 성능을 향상시킬 수 있다. MNIST 분류 문제와 XOR 문제를 통하여 파라메트릭 활성함수가 기존의 활성함수에 비해 우월한 성능을 가짐을 확인하였다.

매개변수해석을 통한 신개념 복공판의 최적단면 제안 (Optimized Cross-section Suggestion of a New Concept Lining Board through Parametric Study)

  • 김춘호;이성태;김인식;심태무
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제19권2호
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    • pp.84-91
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    • 2015
  • 이 논문에서는 기존 복공판의 단점들을 극복하기 위해 새로이 제안된 신개념 복공판에 대한 안전성 검토와 성능을 검증하기 위한 매개변수해석을 실시했다. 고려된 모든 해석변수와 단부 보강위치 및 크레인 하중에 대해 계산된 강재의 응력이 허용응력 이내의 값을 보여주어 모든 경우가 구조적으로 안전한 복공판인 것으로 확인되었다. 구조적 안정성과 경제성을 고려했을 때 최적의 복공판은 판의 크기가 크고 두께가 얇은 "$3,000{\times}2,000{\times}6t$"로 결정하였으며 보강은 단부 내측을 보강하는 것이 가장 좋을 것으로 판단되었다. 또한, 기존 복공판 대비 단위면적당 강재량을 36%정도 감소시켜 경제적으로도 우수하며, 복공판 개소가 적어 시공속도가 빠르기 때문에 지하철 및 지하차도 복공구조체에 적용이 가능할 것으로 판단된다.

매개변수해석을 통한 원형 강관의 전단좌굴응력 상세분석 (Analysis of Shear Buckling Stresses for Steel Pipes by Detailed Parametric Study)

  • 마호성;조광일
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제25권5호
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    • pp.579-585
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    • 2013
  • 본 연구에서는 매개변수해석을 통하여 횡력에 의한 강관의 전달좌굴응력에 대해 분석을 하였다. 비선형좌굴에 의한 전단좌굴응력을 산정하기 위해 ABAQUS의 상세 쉘 모델을 적용한 유한요소해석을 수행하였으며, 매개변수로는 강종, 두께, 반지름 그리고 길이를 선택하였다. 해석대상 강종은 STK400, STK490, SM570이며, 강재의 두께는 2mm, 40mm로 하였고 반지름과 부께의 비(R/t)는 20~200, 길이와 반지름의 비(L/R)는 1~3이 되도록 하였다. 모든 강종에서 R/t이 20에서 200으로 변화하였을 때 전단좌굴응력은 감소하였고, 저강도 강재보다 고강도 강재일수록 R/t의 변화에 민감하며, 전단좌굴응력에 미치는 영향도 커지는 것으로 나타났다. 또한 L/R이 증가할수록 전단좌굴강도가 작아지는 것으로 보아 강관의 길이가 길수록 전단좌굴에 취약하다는 것을 알 수 있다.

포화된 다공성매체에서 파동의 전파특성 II. 파라미터 연구 (Wave Propagation Characteristics in Saturated Porous Media II. Parametric Studies)

  • 김선훈;김광진
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제20권2호
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    • pp.191-206
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    • 2007
  • 본 연구의 I부에서 유도된 포화된 다공성매체의 파동 전파속도와 감쇠에 대한 이론해를 전산코드화 하였다. 본 논문에서는 작성된 전산코드를 사용하여 파동의 전파속도와 감쇠에 미치는 외력 주파수의 영향과 재료특성치의 변화의 영향을 파악하기 위한 파라미터연구를 수행하였다. 첫 번째 형태의 파동에 대한 압축성 파동 속도는 주파수-투수성 곱이 증가함에 따라 파동속도가 하한치로부터 상한치로 변이하는 영역에서는 주파수-투수성 곱의 함수로써 변화함을 보여주었다. 또한 파동의 전파속도 변화율이 가장 클 때 감쇠값이 최대가 됨을 알 수 있었다 두 번째 형태의 파동에서 파동의 전파속도는 주파수-투수성 곱이 작은 값을 가질 때 거의 0값을 나타내며, 주파수-투수성 곱이 큰 값을 가질 때 상한값을 나타냄을 알 수 있었다.

비모수통계방법을 이용한 원자력발전소 작업자 반복성 고피폭작업 도출 (Use of Non-Parametric Statistical Method in Identifying Repetitive High Dose Jobs in a Nuclear Power Plant)

  • Young-Ho Cho;Young-Hoi Herr
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.41-51
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    • 2004
  • 원전 작업자 방사선량의 효과적인 저감을 위해서는 발전소 내에 축적된 작업자 피폭선량자료들을 분석하는 것이 반드시 필요하다. 자료의 분석을 통해, 발전소에서 수행되는 방사선작업들 중 반복적으로 고피폭을 유발하는 작업들을 파악하는 것이 필요하며, 본 연구에서는 이러한 반복성고피폭작업들을 도출하기 위한 방법론으로 백분위수 순위합 방법을 제안한다. 이는 비모수통계학 이론에 근거한 방법론으로, 본 연구에서는 이 방법을 이용하여 고리 3,4 호기 작업자 피폭선량 자료를 분석, 고피폭작업들을 도출하였다. 도출 결과는 통계적으로 검증되며, 그 결과 백분위수 순위합 방법의 효과 및 타당성을 입증하였다.

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Parametric surface and properties defined on parallelogrammic domain

  • Fan, Shuqian;Zou, Jinsong;Shi, Mingquan
    • Journal of Computational Design and Engineering
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    • 제1권1호
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    • pp.27-36
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    • 2014
  • Similar to the essential components of many mechanical systems, the geometrical properties of the teeth of spiral bevel gears greatly influence the kinematic and dynamic behaviors of mechanical systems. Logarithmic spiral bevel gears show a unique advantage in transmission due to their constant spiral angle property. However, a mathematical model suitable for accurate digital modeling, differential geometrical characteristics, and related contact analysis methods for tooth surfaces have not been deeply investigated, since such gears are not convenient in traditional cutting manufacturing in the gear industry. Accurate mathematical modeling of the tooth surface geometry for logarithmic spiral bevel gears is developed in this study, based on the basic gearing kinematics and spherical involute geometry along with the tangent planes geometry; actually, the tooth surface is a parametric surface defined on a parallelogrammic domain. Equivalence proof of the tooth surface geometry is then given in order to greatly simplify the mathematical model. As major factors affecting the lubrication, surface fatigue, contact stress, wear, and manufacturability of gear teeth, the differential geometrical characteristics of the tooth surface are summarized using classical fundamental forms. By using the geometrical properties mentioned, manufacturability (and its limitation in logarithmic spiral bevel gears) is analyzed using precision forging and multiaxis freeform milling, rather than classical cradle-type machine tool based milling or hobbing. Geometry and manufacturability analysis results show that logarithmic spiral gears have many application advantages, but many urgent issues such as contact tooth analysis for precision plastic forming and multiaxis freeform milling also need to be solved in a further study.

Celay/In-Ceram, Conventional In-Ceram, Empress 2 전부도재관의 변연적합도에 관한 비교 연구 (MARGINAL FIT OF CELAY/IN-CERAM, CONVENTIONAL IN-CERAM AND EMPRESS 2 ALL-CERAMIC SINGLE CROWNS)

  • 양재호;여인성;이선형;한중석;이재봉
    • 대한치과보철학회지
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    • 제40권2호
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    • pp.131-139
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    • 2002
  • There have been many studies about marginal discrepancy of single restorations made by various systems and materials. But many of statistical inferences are not definite because of sample size, measurement number, measuring instruments. etc. The purpose of this study was to compare the marginal adaptations of the anterior single restorations made by different systems and to consider more desirable statistical methods in analysing the marginal fit. The in vitro marginal discrepancies of three different all-ceramic crown systems (Celay In-Ceram. Conventional In-Ceram. IPS Empress 2 layering technique) and one control group (PFM) were evaluated and compared. The crowns were made from one extracted maxillary central incisor prepared with a 1mm shoulder margin and $6^{\circ}$ taper walls by milling machine. 10 crowns per each system were fabricated. Measurements or a crown were recorded at 50 points that were randomly selected for marginal gap evaluation. Non-parametric statistical analysis was performed for the results. Within the limits of this study, the following conclusions were drawn: 1 Mean gap dimensions and standard deviations at the marginal opening for the maxillary incisor crowns were $98.2{\pm}40.6{\mu}m$ for PFM, $83.5{\pm}18.7{\mu}m$ for Celay In-Ceram, $104.9{\pm}44.1{\mu}m$ for conventional In-Ceram, and $45.5{\pm}11.5{\mu}m$ for IPS Empress 2 layering technique. The IPS Empress 2 system showed the smallest marginal gap (P<0.05). The marginal openings of the other three groups were not significantly different (P<0.05). 2 The marginal discrepancies found in this study were all within clinically acceptable standards ($100\sim150{\mu}m$). 3. When the variable is so controlled that the system may be the only one, mean value is interpreted to be the marginal discrepancy of a restoration which is made by each system and standard deviation is to be technique-sensitivity of each one. 4. From the standard deviations. the copy-milling technique (Celay/In-Ceram) was not considered to be technique-sensitive in comparison with other methods. 5. Parametric analysis is more reliable than non-parametric one in interpretation of the mean and standard deviation. The sample size of each group has to be more than 30 to use parametric statistics. The level of clinically acceptable marginal fit has not been established. Further studies are needed.