• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제18권1호
• /
• pp.59-78
• /
• 2004

This paper is devoted to illustrate some numerical procedures to solve the boundary equilibrium problems of three-dimensional solids that are subjected to thermal strains. The constitutive equations take into account the bounded tensile strength of the material and they are presented in the framework of non-linear elasticity and small strains. The associated equilibrium problem is solved numerically by means of the finite element method and the numerical techniques, i.e. the Newton-Raphson method and the secant method, are revised in order to assure the solution convergence of the discretized problem. Some numerical examples are illustrated.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제20권3호
• /
• pp.345-356
• /
• 2008

선행 연구에서는 할선강성에 대한 선형해석을 수행함으로써 편리하게 비탄성 설계를 할 수 있는 직접 비탄성 스트럿-타이 모델이 개발되었다. 본 연구에서는 기존 직접 비탄성 스트럿-타이 모델을 개선하여, 반복계산 없이 할선강성에 대한 한번의 선형해석으로 철근콘크리트 부재의 비탄성 설계를 수행할 수 있는 간략화된 직접 비탄성 스트럿-타이 모델 (simplified direct inelastic strut-and-tie model, 이하 S-DISTM)을 개발하였다. S-DISTM은 철근콘크리트 부재를 콘크리트 압축 스트럿과 철근 인장 타이로 모델링한다. 스트럿과 타이 요소는 설계자의 설계 전략에 따라 탄성강성 또는 할선강성의 선형 재료 모델을 사용한다. 스트럿과 타이 요소의 파괴 기준을 정의하기 위하여 콘크리트 압축파괴 및 철근 인장파단 등을 고려하였다. S-DISTM을 사용하여 깊은보, 연결보, 전단벽 등 다양한 전단지배 철근콘크리트 부재의 비탄성 설계를 수행하였고, 비탄성 설계로 결정된 철근양, 변형 능력 등을 기존 실험 결과와 비교하였다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제16권2호통권69호
• /
• pp.181-190
• /
• 2004

본 연구소에서는 할선강성을 사용하여 비탄성 해석 및 설계를 수행하는 새로운 설계방법을 개발하였다. 개발한 설계법은 선형해석을 수행하므로 수치해석이 안정성과 용이성을 갖추고 있으며, 동시에 반복계산으로 구조물의 비탄성 거동을 해석하므로 각 부재의 비탄성 강도 및 연성 요구량을 정확히 예측할 수 있다. 본 연구에서는 제안된 설계법의 절차를 성립하였고, 이를 고려한 컴퓨터 해석/설계 프로그램을 개발하였다. 또한, 제안된 설계법을 사용한 설계예제를 제시하였으며, 기존의 탄성 및 소성설계법과의 비교를 통하여 그 우수성을 입증하였다. 기존의 비선형설계방법은 일반적으로 초기 설계를 수행하고 비선형해석을 이용하여 초기설계안을 검증하는데 비하여, 제안된 방법은 반복계산을 통하여 비탄성해석과 설계를 동시에 수행하므로 각 부재의 비탄성 강도 및 연성 요구량을 직접적으로 계산할 수 있다. 또한 설계자의 의도에 따라 부재 강도 및 연성능력의 제한, 강기둥-약보 등의 비선형 설계전략을 효과적으로 구현하므로, 경제적이고 안전한 설계가 가능하다.

• 한국지능시스템학회논문지
• /
• 제12권3호
• /
• pp.210-218
• /
• 2002

본 연구에서는 근사화된 학습알고리즘의 신경망 기반 독립성분분석에 의한 효율적인 복합영상 분리기법을 제안하였다. 제안된 학습알고리즘은 엔트로피 최적화론 위한 목적함수의 판을 구하기 위해, 도함수 계산을 요구하는 뉴우턴법 대신 단순히 함수 값만을 이용하여 계산을 근사화한 할선법 기초한 고정점 알고리즘이다. 이렇게 하면 뉴우턴법에서 요구되는 복잡한 도함수의 계산과정을 간략화 할 수 있어 고정점 알고리즘의 독립성분분석이 가지는 학습성능을 더욱 더 개선시킬 수 있다. 제안된 학습알고리즘의 독립성분분석 기법을 500개의 샘플을 가지는 4개 신호와 $512{\times}512$의 픽셀을 가지는 10개의 영상을 대상으로 임의의 혼합행렬에 따라 발생되는 복합신호 및 복합영상들을 시뮬레이션하였다. 시뮬레이션 결과, 기존의 뉴우턴법에 기초한 고정점 알고리즘의 분석기법보다 빠른 학습속도와 개선된 분리성능이 있음을 확인하였다. 특히 기존의 알고리즘에서 임의로 선정되는 초기값에 의존하는 학습성능과 대규모의 영상분리에서 발생될 수 있는 비현실적인 학습시간도 함께 해결할 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 1991년도 봄 학술발표회 논문집
• /
• pp.69-74
• /
• 1991

This paper reviewed various methods of evaluating the toughness of fiber reinforced concrete materials by means of toughness indices and discussed the use of various multiples of first-crack deflection or first-crack secant compliance to define toughness indices. And a new method what is called effective toughness used to evaluate the toughness of steel fiber reinforced concrete. The proposed method determinded from the area below the load-deflection curve until deflection at the loading point becoms 1/150 of the span devided by the ligament area.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제9권2호
• /
• pp.131-158
• /
• 2009

This paper presents a modelling technique for the nonlinear analysis of composite steel-concrete beams with partial shear interaction. It extends the applicability of two stiffness elements previously derived by the authors using the direct stiffness method, i.e. the 6DOF and the 8DOF elements, to account for material nonlinearities. The freedoms are the vertical displacement, the rotation and the slip at both ends for the 6DOF stiffness element, as well as the axial displacement at the level of the reference axis for the 8DOF stiffness element. The solution iterative scheme is based on the secant method, with the convergence criteria relying on the ratios of the Euclidean norms of both forces and displacements. The advantage of the approach is that the displacement and force fields of the stiffness elements are extremely rich as they correspond to those required by the analytical solution of the elastic partial interaction problem, thereby producing a robust numerical technique. Experimental results available in the literature are used to validate the finite element proposed in the paper. For this purpose, those reported by Chapman and Balakrishnan (1964), Fabbrocino et al. (1998, 1999) and Ansourian (1981) are utilised; these consist of six simply supported beams with a point load applied at mid-span inducing positive bending moment in the beams, three simply supported beams with a point load applied at mid-span inducing negative bending moment in the beams, and six two-span continuous composite beams respectively. Based on these comparisons, a preferred degree of discretisation suitable for the proposed modelling technique expressed as a function of the ratio between the element length and depth is proposed, as is the number of Gauss stations needed. This allows for accurate prediction of the nonlinear response of composite beams.

• 한국지능시스템학회논문지
• /
• 제16권5호
• /
• pp.525-530
• /
• 2006

본 논문에서는 고정점 알고리즘의 독립성분분석과 적응분할의 상호정보 추정을 조합한 입력변수선택 기법을 제안하였다. 여기서 고정점 알고리즘의 독립성분분석은 할선법에 기반을 둔 방법으로 입력변수 간의 독립성을 빠르게 찾기 위함이고, 적응분할의 상호정보 추정은 입력변수의 확률밀도함수 계산에서 동일한 량의 샘플분할을 가능하게 하여 변수상호간의 종속성을 좀 더 정확하게 구하기 위함이다. 제안된 기법을 인위적으로 제시된 각 500개의 샘플을 가지는 7개의 신호와 특정지역을 대상으로 측정된 각 55개의 샘플을 가진 24개의 환경오염신호를 대상으로 실험한 결과, 빠르고 정확한 변수의 선택이 이루어짐을 확인하였다. 또한 할선법의 고정점 알고리즘 독립성분분석을 수행하지 않을 때와 정규분할의 상호정보 추정 때보다 각각 우수한 선택성능이 있음을 확인하였다.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제16권2호
• /
• pp.205-215
• /
• 2018

Strain-based criteria are known as a direct method in determining the stability of the geomechanical structures. In spite of the widely use of Sakurai critical strain criterion, it is so conservative to make use of them in rocks with initial plastic deformation on account of the considerable difference between the failure and critical strains. In this study, a new criterion has been developed on the basis of the failure strain to attain more reasonable results in determining the stability status of the tunnels excavated in the rocks mostly characterized by plastic-elastic/plastic behavior. Firstly, the stress-strain curve was obtained having conducted uniaxial compression strength tests on 91 samples of eight rock types. Then, the initial plastic deformation was omitted making use of axis translation technique and the criterion was presented allowing for the modified secant modulus and by use of the failure strain. The results depicted that the use of failure strain criterion in such rocks not only decreases the conservativeness of the critical strain criterion up to 42%, but also it determines the stability status of the tunnel more accurately.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제76권3호
• /
• pp.337-354
• /
• 2020

Reinforced concrete beam-column (RCBC) joints of laterally loaded unbraced frames are sometimes controlled by their shear behavior. This behavior relies on multiple and interdependent complex mechanisms. There are already several studies on the influence of some parameters on the shear strength of reinforced concrete joints. However, there are no studies methodically tackling all the most relevant parameters and quantifying their influence on the overall joint behavior, not just on its shear strength. Hence, considering the prohibitive cost of a comprehensive parametric experimental investigation, a nonlinear finite element analysis (NLFEA) was undertaken to identify the key factors affecting the shear behavior of such joints and quantify their influence. The paper presents and discusses the models employed in this NLFEA and the procedure used to deduce the joint behavior from the NLFEA results. Three alternative, or complementary, quantities related to shear are considered when comparing results, namely, the maximum shear stress supported by the joint, the secant shear stiffness at maximum shear stress and the secant shear stiffness in service conditions. Depending on which of these is considered, the lower or higher the relevance of each of the six parameters investigated: transverse reinforcement in the joint, intermediate longitudinal bars and diagonal bars in the column, concrete strength, column axial load and confining elements in transverse direction.

• Journal of Power Electronics
• /
• 제19권4호
• /
• pp.835-845
• /
• 2019

This paper presents a robust-optimal control strategy to improve the output-voltage error-tracking and control capability of a DC-DC boost converter. The proposed strategy employs an optimized Fractional-order Proportional-Integral (FoPI) controller that serves to eliminate oscillations, overshoots, undershoots and steady-state fluctuations. In order to significantly improve the error convergence-rate during a transient response, the FoPI controller is augmented with a pre-stage nonlinear error-modulator. The modulator combines the variations in the error and error-derivative via the signed-distance method. Then it feeds the aggregated-signal to a smooth sigmoidal control surface constituting an optimized hyperbolic secant function. The error-derivative is evaluated by measuring the output-capacitor current in order to compensate the hysteresis effect rendered by the parasitic impedances. The resulting modulated-signal is fed to the FoPI controller. The fixed controller parameters are meta-heuristically selected via a Particle-Swarm-Optimization (PSO) algorithm. The proposed control scheme exhibits rapid transits with improved damping in its response which aids in efficiently rejecting external disturbances such as load-transients and input-fluctuations. The superior robustness and time-optimality of the proposed control strategy is validated via experimental results.