• 제목/요약/키워드: Reliability-based design

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모멘트 기법과 PARSEC 함수를 이용한 에어포일 신뢰성 기반 최적설계 (RELIABILITY-BASED OPTIMIZATION OF AIRFOILS USING A MOMENT METHOD AND PARSEC FUNCTION)

  • 이재훈;강희엽;권장혁;곽병만;정경진
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.28-34
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    • 2012
  • In this study, the reliability-based design optimization of the airfoil was performed. PARSEC function was used to consider the uncertainty of the aerodynamic shape for the reliability-based shape optimization of airfoils. Among various reliability analysis methods, the moment method was used to compute the probability of failure of the aerodynamic performance. The accuracy of the reliability analysis was compared with other methods and it was found that the moment method predicts the probability of failure accurately. Deterministic and reliability-based optimizations were performed for the shape of the airfoil and it was demonstrated that reliability-based optimum assures the aerodynamic performances under uncertainties of the shape of the airfoil.

하중계수에 기초한 최적신뢰성의 해석모델 개발 (Development of Load Factors-Based Analysis Model of Optimum Reliability)

  • 이증반;신형우
    • 전산구조공학
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    • 제5권4호
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    • pp.113-124
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    • 1992
  • 토목구조물 설계에 있어서 가장 보편적으로 사용되고 있는 도로교에 대한 하중계수에 기초한 최적신뢰성해석모델을 제안하고, 또 총기대비용 최소화원칙에 기인한 최적하중-저항계수 및 최적 공칭안전율에 대한 이론적 근거를 제시하는 것이 본 연구의 주요내용이다. MFOSM과 AFOSM을 포함하는 주요 2차 모멘트신뢰성 이론을 비교분석함으로써 AFOSM의 근사식과 대수정규포근사식을 본 연구에서 제안하는 최적신뢰성 및 설계규준의 유도에 사용함이 적절하다는 것을 알 수 있었다.

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Reliability-based Approach to Optimal Economic Estimation of Concrete Cover Thickness under Carbonation Environment

  • Do, Jeong-Yun;Kim, Doo-Kie;Song, Hun;Jo, Young-Kug
    • International Journal of Concrete Structures and Materials
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    • 제3권2호
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    • pp.103-110
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    • 2009
  • Concrete carbonation is a cause of problems in concrete structures, so it needs to be estimated. And concrete cover is designed to protect structures from this damaging. Usually the cover thickness is considered based on the limit states design codes in which the important target is the reliability safety index. However, it is not clear that whether the safety index determined is optimal or not with respect to the cost. The codes are mainly proceeded quantitatively (i.e. making a safe structure) while the economic aspects are only considered qualitatively. So the reliability-based design considering life cycle cost (LCC) is called for, and here the focus is on the advanced analysis solution to optimize the reliability safety regarding LCC.

Analysis of structural dynamic reliability based on the probability density evolution method

  • Fang, Yongfeng;Chen, Jianjun;Tee, Kong Fah
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제45권2호
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    • pp.201-209
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    • 2013
  • A new dynamic reliability analysis of structure under repeated random loads is proposed in this paper. The proposed method is developed based on the idea that the probability density of several times random loads can be derived from the probability density of single-time random load. The reliability prediction models of structure based on time responses under several times random loads with and without strength degradation are obtained by using the stress-strength interference theory and probability density evolution method. The resulting differential equations in the prediction models can be solved by using the forward finite difference method. Then, the probability density functions of strength redundancy of the structures can be obtained. Finally, the structural dynamic reliability can be calculated using integral method. The efficiency of the proposed method is demonstrated numerically through a speed reducer. The results have shown that the proposed method is practicable, feasible and gives reasonably accurate prediction.

기대생애주기비용에 기초한 고속철도교량의 신뢰성-최적설계 방안 (Reliability-Optimal Design Method of High-Speed Railway Bridges Based upon Expected Life-Cycle Cost)

  • 이우상;방명석;한성호;이진옥
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제14권4호
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    • pp.102-110
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    • 2010
  • 신뢰성평가는 고속철도교량에 포함된 불확실성의 영향을 고려하여 정량적 구조안전성을 검토하기 위한 효율적인 방안이며, 신뢰성평가에 기초한 기대생애주기비용은 고속철도교량의 합리적인 안전수준 및 설계기준을 제공할 것이다. 따라서 이 연구에서는 수치해석과 신뢰성평가 결과를 바탕으로 고속철도교량의 기대생애주기비용 및 최적설계 방안을 결정하고자 한다. 이를 위해, 고속철도교량의 표준설계를 기준으로 다양한 설계방안을 설정한 후, 각각의 설계방안에 대해 수치해석을 수행하였으며, 설계강도 한계상태방정식에 따른 신뢰성평가는 수치해석결과를 토대로 외적 불확실성의 영향을 고려하여 수행하였다. 고속철도교량의 기대생애주기비용은 각각의 설계방안에 따른 신뢰성평가 결과를 바탕으로 산정 하였다. 또한 최적설계 방안은 산정된 기대생애주기비용을 이용하여 결정하였다. 아울러, 최적설계 방안의 신뢰성평가 결과 및 기대생애주기비용에 대해 내적 불확실성의 영향을 고려하여 검토하였다. 이 연구결과는 고속철도교량의 체계적인 안전성 평가 및 최적 구조설계를 위한 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.

Reliability analysis of concrete bridges designed with material and member resistance factors

  • Paik, Inyeol;Hwang, Eui-Seung;Shin, Soobong
    • Computers and Concrete
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    • 제6권1호
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    • pp.59-78
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    • 2009
  • Reliability analysis for a proposed limit state bridge design code is performed. In order to introduce reliability concept to design code, the proposed live load model is based on truck weight survey. Test data of domestic material strengths are collected to model statistical properties of member strengths. Sample RC and PSC girder sections are designed following the safety factor format of the proposed code and compared with the current design practice. Reliability indexes are calculated and examined for material and member resistance factor formats and sample calibrations of safety factors are presented. It is concluded that the proposed code provides reasonable level of reliability compared to the international design standards.

철근(鐵筋)콘크리트 도로교(道路橋) 상부구조(上部構造) 신뢰성(信賴性) 설계규준(設計規準)에 관한 연구(研究) (A Study on Reliability Based Design Criteria for Reinforced Concrete Bridge Superstructures)

  • 조효남
    • 대한토목학회논문집
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    • 제2권3호
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    • pp.87-99
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    • 1982
  • R.C.도로교(道路橋) 상부구조(上部構造)의 신뢰성(信賴性) 설계(設計) 기준(基準) 제안(提案)는 것이 본(本) 연구(硏究)의 주요 내요(內容)이다. T형 및 4각형 단면(斷面)의 저항(抵抗) 불확실량(不確實量)과 교량사하중(橋梁死荷重) 및 교통활하중(交通活荷重)에 대한 불확실량(不確實量) 우리의 현실(現實)을 반영하는 적절(適切)한 값으로 제안(提案)하였다. Cornell의 MFOSM과 Lind Hasofer의 AFOSM을 포함하는 주요 2차(次)모멘트 신뢰성(信賴性) 이론(理論)을 비교(比較) 분석(分析)하므로서 Elllngwood의 반복시행(反復試行) 알고리즘과 대수정규형(對數正規型) 근사공식(近似公式)을 본(本) 연구(硏究)에서 제안(提案)하는 신뢰성(信賴性) 해석(解析) 및 설계기준(設計基準)의 유도에 사용함이 적절(適切)하다는 것을 알 수 있었다. 현행(現行) 도로교(道路橋) 설계규준(設計規準)에 따라 Calibration 하므로서 목표신뢰성지수(目標信賴性指數) ${\beta}_0=3.5$를 우리의 현실(現實)을 반영하는 최적치(最適値)로 선택(選擇)하였다. 상기(上記)한 불확실량(不確實量) 해석(解析) 이론(理論)에 의해 ${\beta}_0=3.5$에 대응(對應)하는 하중(荷重) 및 저항계수(抵抗係數)를 유도하였다. 그리고 현행(現行) WSD 도로교(道路橋) 설계(設計) 규준(規準)을 위해 신뢰성(信賴性) 이론(理論)에 의한 공칭안전율(公稱安全率)과 허용응력(許容應力)을 제안(提案)하였다. 본(本) 연구(硏究)에서 제안(提案)하는 R.C.도로교(道路橋)의 LRFD 신뢰성(信賴性) 설계기준(設計基準) 현행(現行) R.C.표준설계(標準設計) 시방서(示方書)의 규준(規準)에 대응(對應)하는 설계기준(設計基準)으로 도입(導入)함이 바람직하다는 사실(事實) 확인(確認)할 수 있었다.

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인공위성 시스템의 신뢰도 최적 설계에 관한 연구(아리랑위성 2호의 MSC 시스템 구조를 중심으로) (A Study on Reliability Optimal Design of Satellite system(Based on MSC System's structure of KOMPSAT-2))

  • 김흥섭;전건욱
    • 한국항공우주학회지
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    • 제39권12호
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    • pp.1150-1159
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    • 2011
  • 신뢰도란 임의 시스템이 주어진 운용환경 하에서 의도한 기간 동안 의도된 기능을 정상적으로 수행할 확률로 정의된다. 신뢰도-중복 최적화 문제(RROP)는 비용, 무게 등의 제약내에서 시스템의 신뢰도를 최대화할 수 있는 최적의 부품을 선택하고, 부품수와 중복전략(활성/대기중복)을 결정하는 문제이다. 본 연구에서는 아리랑위성 2호의 다채널광학카메라(MSC) 시스템의 설계 구조를 바탕으로 RROP의 수리모형을 제시하고, NP-hard인 RROP의 해법으로써 병렬 개체군집최적화(PPSO) 알고리즘을 제안하였다. RROP 예제의 수치실험 결과는 계획된 수명기간에서 신뢰도를 최대화하는 시스템의 설계 구조를 제시한다.

설계, 개발 및 양산 정보를 활용한 신뢰성 지수 개발 (Development of a Reliability Index using Design, Development and Production Information)

  • 김성규;박정원;김용수
    • 품질경영학회지
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    • 제43권3호
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    • pp.373-382
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    • 2015
  • Purpose: In this paper, we developed a reliability index (RI) to efficiently compare reliability of products based on the design, development and production information such as reliability tests, quality, product life-cycle management. RI also can be applied to reliability prediction of a novel product as well as comparison evaluation among existing products. Methods: For evaluating RI, we proposed evaluation process which is composed of five steps. Target modules are selected based on warranty data and correlation analysis. Scores of selected target modules are calculated by scoring function. Finally, weights of RI model are determined by optimization method. Results: This paper presented an empirical analysis based on failure data of mobile devices. In this case study, we demonstrated that there is a direct correlation between evaluated RI and field failure probability of each product. Conclusion: We proposed the index for comprehensive and effective assessment of product reliability level. From the procedure of this study, we expected to be applied for reliability estimation of novel products and deduction of field failure-related factors.

교량케이슨기초의 최적신뢰성 설계 규준 (Optimum Reliablity Based Design Criteria for Bridge Cassion Foundation)

  • 손용우;신형우;이증빈;정철원
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 1992년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.79-89
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    • 1992
  • This study is directed to propose a stability analysis and Design Criteria for Bridge Caisson foundations, with Could possibly replace the traditionals W.S.D. provisions of the Current Code, based on the FBOR(Load Factors based on optimum Reliability). The optimum reliability indices(Vertical bearing Capacity : $\beta$opt : 3.19, Lateral bearing Capacity : $\beta$opt= 3.15(ordinary), $\beta$opt : 2.93 (earthquake), Shearing resistance Capacity ; $\beta$opt : 2.87) are Selected as optimal Values Considering our practice base on the Calibration with the current Bridge Caisson foundation design Safety provisions, Load and resistance factors are measure by Using the proposed uncertainties and the Selected optimum reliability indices. furthermore, a set of nominal safety factors are proposed for the U.S.D. design provisions.

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