• 제목/요약/키워드: Reliability design

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한계상태설계를 위한 단일 쇄석다짐말뚝의 목표신뢰도지수 (Target Reliability Index of Single Gravel Compaction Piles for Limit State Design)

  • 유영권;임희대;박준모
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제15권2호
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    • pp.5-15
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    • 2014
  • 목표신뢰도지수는 한계상태설계법에서 안전여유의 지표가 되며, 부분계수를 결정하는데 있어 매우 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 한계상태설계법에서 필요로 하는 목표신뢰도지수의 결정을 위하여 쇄석다짐말뚝이 적용된 6개소의 설계-시공사례를 조사하였다. 쇄석다짐말뚝의 주요 파괴모드인 팽창파괴에 대한 한계상태함수를 정의하고, 일계신뢰성해석법(FORM)을 이용하여 극한지지력, 이론식별, 신뢰도수준을 평가하였다. 현행 쇄석다짐말뚝의 신뢰도지수는 허용응력설계법에 의해 산정된 안전율과 비례하는 경향을 보였으며, 평균 신뢰도지수는${\beta}$=2.30으로 평가되었다. 신뢰성해석에 의해 평가된 신뢰도 수준과 기존 구조물 기초에 대한 목표신뢰도지수를 비교 분석한바, 쇄석다짐말뚝 기초는 말뚝기초 및 얕은기초에 비하여 비교적 낮은 안정성 수준이 요구되며, 쇄석다짐말뚝의 현재 신뢰도수준은 보강토옹벽, 쏘일네일링에서 제안된 목표신뢰도지수와 유사한 범위를 보이므로 쇄석다짐말뚝의 목표신뢰도지수를 ${\beta}_T$= 2.33으로 제안하였다.

레귤레이터 IC의 부하경감 설계 (Derating Design Approach for a Regulator IC)

  • 김재중;장석원
    • 한국신뢰성학회지:신뢰성응용연구
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    • 제7권1호
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    • pp.1-11
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    • 2007
  • This paper presents a derating design approach for reliability improvement of a regulator IC. The IC is usually used in SMPS. The main failure mechanism of interest is voltage drop due to the package delamination mainly caused by two stresses, i.e. temperature and current. The lifetime under stresses is modeled as a function of stresses and time using accelerating life testings. Quantitative and qualitative variation in lifetime according to stress variations are investigated using the modeled lifetime. Stress levels would be determined to achieve required reliability levels in the aspect of derating design for reliability.

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이축 휨 모멘트를 받는 철근콘크리트 전단벽의 신뢰성 해석 (Reliability Analysis of Reinforced Concrete Shear Wall Subjected to Biaxial Bending)

  • 박재영;신영수
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2004년도 추계 학술발표회 제16권2호
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    • pp.433-436
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    • 2004
  • The safety of buildings is generally estimated by analyzing a plane frame ignoring a minor bending moment. In this paper, uncertainties of reinforced concrete shear wall subjected to a biaxial bending are considered. First, major parameters are selected from all parameters of general shear wall design to perform a reliability analysis in their practical ranges, means and standard derivations of selected design parameters for the reliability analysis are calculated by a data mining as a simulation method. The bi-section method is used to find inclined neutral axis and its limit state using MATLAB subjected to the concept on strength design method. The reliability index $\beta$ as a safety index is calculated based on AFOSM(Advanced First-Order Second Moment) method. Also, if target reliability index $\beta_T$ is decided by an engineer an amount of reinforcement can be calculated by subtracting the reliability index $\beta$ from the target reliability index $\beta_T$.

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저온해역에서의 해양구조물에 대한 구조신뢰성 해석 (Structural reliability analysis of offshore structure at cold region)

  • 이주성
    • 한국해양공학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.8-19
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    • 1997
  • In this study an adequate type of offshore structure at the Sakhalin region as cold region is proposed and its structural design results are presented based on the reliability analysis. Structural safety assessment has been carried out for the proposed offshore structure at the Sakhalin area as designed by the reliability method. And a rational design procedure is presented based on the reliability analysis. Followings are drawn through the present study : - Four colum TLP structure is proposed as an adequate offshore structure type at the cold region like the Sakhalin region and the reliability-based structural design results are presented. It is seen that the proposed type is a more adequate and economic than the fixed type. - Safety assessment of the proposed structure applying the extended incremental load method is performed. - Referring the allowable safety level for offshore structures it has been found present TLP structure has sufficient structural safety at the system level as well as at the component level.

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설계변수의 변동 불확실성을 고려한 신뢰성 기반 최적설계 (Reliability-Based Design Optimization Considering Variable Uncertainty)

  • 임우철;장준용;김정호;나종호;이창근;김용석;이태희
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제38권6호
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    • pp.649-653
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    • 2014
  • 대부분의 신뢰성 기반 최적설계는 최적설계 과정에서 설계점이 이동함에도 불구하고 설계변수의 불확실성은 변하지 않는다. 하지만 실제 문제에서 설계변수의 값에 따라 불확실성이 변하는 경우가 있다. 예를 들어 철판의 두께가 설계변수이고, 철판의 제작공차가 불확실성인 경우, 철판의 두께에 따라 철판의 제작공차가 달라지기 때문에 설계변수의 값에 따라 그 값의 불확실성이 변한다. 본 연구에서는 설계변수의 값에 따라 불확실성이 변하는 것을 변동 불확실성으로 정의하고, 이를 신뢰성 기반 최적설계에 적용하는 변동 불확실성을 고려한 신뢰성 기반 최적설계 기법을 제안한다. 수학예제에서 변동 불확실성을 고려하지 않은 신뢰성 기반 최적설계와 변동 불확실성을 고려한 신뢰성 기반 최적설계의 비교를 통해 제안한 방법의 필요성을 확인한다. 또한 엔진 크래들의 변동 불확실성을 고려한 신뢰성 기반 최적설계를 통해 제안한 방법의 유용성을 확인한다.

시스템 신뢰성 향상을 위한 확률적 부하경감설계 (Derating Design for Improving System Reliability by Using a Probabilistic Approach)

  • 손영갑
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권6호
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    • pp.743-749
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    • 2010
  • 본 논문은 시스템 신뢰성 향상을 위한 확률적 접근을 이용한 부하경감설계방법을 제안한다. 제안하는 설계방법은 부품 수준이 아닌 시스템 수준에서 온도와 전류와 같은 스트레스의 경감 수준을 선정하는 것이다. 직렬 시스템의 신뢰도 모델을 이용하여, 스트레스와 시간의 함수로 주어진 부품들의 신뢰도값들을 이용하여 시스템 신뢰도를 평가한다. 기존의 부하경감설계에서는 고려되지 않았지만, 본 연구에서는 환경 및 동작 조건에서 시스템이 받게 되는 스트레스의 변량을 고려하였다. 시스템 신뢰도 향상을 위한 최적화 문제를 정의하고, FORM을 적용하여 해를 구함으로써 최적의 부하경감설계를 수행하였다. 전기 시스템에 대한 설계를 통하여 제안한 설계방법에 대한 자세한 설명과 응용가능성을 제시하였다.

유연 날개의 확률기반 최적 설계 (Reliability Based Design Optimization of the Flexible Wing)

  • 이재훈;김수환;권장혁
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2005년도 춘계 학술대회논문집
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    • pp.187-190
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    • 2005
  • In this study, the reliablility based design optimization is peformed for an aircraft wing. The flexiblility of the wing was assumed by considering the interaction modeled by static aeroelasticity between aerodynamic forces and the structure. For a multidisciplinary design optimization the results of aerodynamic analysis and structural analysis were included in the optimization formulation. The First Order Reliability Method(FORM) was employed to consider the uncertainty of the designed points.

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KTX-II 고속 차량을 위한 신뢰도 할당 모델 (Reliability Allocation Model for KTX-II High Speed Train)

  • 이강원;정인수
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.45-57
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    • 2007
  • During the design phase of a system, which requires high reliability and safety such as aircraft, high speed train and nuclear power plant, reliability engineer must set up the target system reliability. To meet a reliability goal for the system, reliability allocation should be done gradually from the system to its element. For this end, first of all, we need to construct functional block diagram based on the design output and PWBS(Project Work Breakdown System). Another important input data for reliability allocation is the relationship between the cost and the reliability. In this study we investigate various reliability allocation models, which can be applicable to aircraft, vehicle, and power plant, and etc. And we suggest a proper reliability allocation model which can be effectively applicable to KTX-II high speed train to achieve the target system reliability.

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나선(螺旋)기둥의 신뢰성(信賴性) 설계규준(設計規準)에 관한 연구(研究) (A Study on Reliability Based Design Criteria for Spiral R.C. Columns)

  • 조효남;민경주
    • 대한토목학회논문집
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    • 제3권4호
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    • pp.11-20
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    • 1983
  • 본(本) 연구(硏究)는 나선(螺旋)기둥의 신뢰성(信賴性) 설계규준(設計規準)을 고찰(考察)하고, Ellingwood가 제안(提案)한 신뢰성(信賴性) 해석(解析)과 신뢰성(信賴性) 설계규준(設計規準) 산정(算定) 알고리즘으로부터 실용적(實用的)인 알고리즘을 유도(誘導)하였다. Cornell의 MFOSM 이론(理論)에 의해 나선(螺旋)기둥의 불확실량(不確實量) 산정(算定)알고리즘을 유도(誘導)하여 저항(抵抗)의 불확실량(不確實量)을 산정(算定)했으며, 하중(荷重)의 불확실량(不確實量)은 우리의 실정(實情)을 고려한 적절한 값을 택(擇)하여 신뢰성(信賴性) 해석(解析) 및 신뢰성(信賴性) 설계규준(設計規準)을 산정(算定)했다. 현행(現行) WSD와 USD 설계법(設計法)의 신뢰성(信賴性) 수준(水準)을 분석(分析)하고 외국(外國)의 경우와 비교(比較) 검토(檢討)함으로써, 우리 실정(實情)에 적당한 목표신뢰성지수(目標信賴性指數) ${\beta}_0=3.5$를 택(擇)하여 LRFD 설계규준(設計規準)에 의한 하중일저항계수(荷重一抵抗係數)를 제안(提案)했으며, 신뢰성설계(信賴性設計)와 비슷한 신뢰성(信賴性)을 갖는 WSD의 철근(鐵筋)과 콘크리트의 허용응력(許容應力)을 산정(算定) 제안(提案)했다. 본(本) 연구(硏究)에서 제안(提案)한 신뢰성(信賴性) 설계규준(設計規準) 및 허용응력(許容應力)은 일정(一定)한 신뢰성(信賴性)을 주는 보다 합리적(合理的)인 설계(設計)가 됨을 알 수 있었다.

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Reliability-based design optimization of structural systems using a hybrid genetic algorithm

  • Abbasnia, Reza;Shayanfar, Mohsenali;Khodam, Ali
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제52권6호
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    • pp.1099-1120
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    • 2014
  • In this paper, reliability-based design optimization (RBDO) of structures is addressed. For this purpose, the global search and optimization capabilities of genetic algorithm (GA) are combined with the efficiency and reasonable accuracy of an advanced moment-based finite element reliability method. For performing RBDO, three variants of GA including a real-coded, a binary-coded and an improved binary-coded GA are developed. In these methods, GA performs (finite element) reliability analyses to evaluate reliability constraints. For truss structures which include finite element modeling, reliability constraints are evaluated using finite element reliability analysis. Response sensitivity required for finite element reliability analysis is obtained by direct differentiation method (DDM) rather than finite difference method (FDM). The proposed methods are examined within four standard test examples and real-world design problems. The results illustrate the superiority and efficiency of the improved binary-coded GA. Results also illustrate that DDM significantly reduces the computational cost and improves the efficiency of the optimization procedure.