Internal erosion around pipes can lead to the failure of earth dams through various mechanisms. This study investigates the displacement patterns in earth dam models under three different failure modes due to internal erosion, using digital image correlation (DIC) methods. Three failure modes—erosion along a pipe (FM1), pipe leakage leading to soil erosion (FM2), and erosion in a pipe due to defects (FM3)—are analyzed using two- and three-dimensional image- processing techniques. The internal displacement of the cross-sectional area and the surface displacement of the downstream slope in the dam models are monitored using an image acquisition system. Physical model tests reveal that FM1 exhibits significant displacement on the upper surface of the downstream slope, FM2 shows focused displacement around the pipe defect, and FM3 demonstrates increased displacement on the upstream slope. The variations in internal and surface displacements with time depend on the segmented area and failure mode. Analyzing the relationships between internal and surface displacements using Pearson correlation coefficients reveals various displacement patterns for the segmented areas and failure modes. Therefore, the image-based characterization methods presented in this study may be useful for analyzing the displacement distribution and behavior of earth dams around pipes, and further, for understanding and predicting their failure mechanisms.
In this study, a methodology which is based on segments and minimum outsets to estimate the reliability of a real water distribution system efficiently and accurately is suggested. The current reliability assessment models based on minimum cutset consider a pipe as only area impacted by a pipe failure which incurs underestimation of pipe failure impact. In contrary, the suggested methodology adopts "segment" and "unintended isolation" with the hydraulic pressure failure area to define the actual service interruption area in a water distribution system due to a pipe failure, which is different from the Previous reliability estimating methodologies. In addition, a minimum cutset is defined as a single segment incurring abnormal operating conditions and the success mode approach is used to account for the probability of multiple failure combinations of minimum outsets. The model considers numbers and locations of on-off valves when the service interruption area is defined. Once the methodology is applied to a real water distribution system, it is possible to define actual service interruption areas and using the defined areas, the reliability of the water distribution system is estimated reliably, compared with the previous reliability assessment methodologies.
Purpose: To develop a risk metric for failure cause that can help determine the action priority of each failure cause in FMEA considering time sequence of cause- failure- detection. Methods: Assuming a quadratic loss function the unfulfilled mission period, a risk metric is obtained by deriving the failure time distribution. Results: The proposed risk metric has some reasonable properties for evaluating risk accompanied with a failure cause. Conclusion: The study may be applied to determining action priorities among all the failure causes in the FMEA sheet, requiring further studies for general situation of failure process.
Kim, Yong-Ha;Lee, Buhm;Choi, Sang-Kyu;Chung, Young-Sik;Moon, Jeong-Ho
The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers A
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v.48
no.10
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pp.1198-1205
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1999
This study is focused on the reliability evaluation for distribution system based on deterministic evaluation technique. Average failure rates, average outage time, and average annual outage time of electrical parts and load points are calculated through network reduction method and failure mode & effective analysis method. And reliability indices of distribution system are calculated. Finally, by employing analytic hierarchy process method, unique index which evaluates and improves the distribution system is calculated. As a result, finding weak points and expansion schedule of the system is possible. The usefulness of this method is verified by applying it to the Inchon International Airport.
Purpose: In this study, the life of the motor is investigated by performing the accelerated life test with the brush wear of the industrial cleaner motor as the main failure mode. Methods: The accelerating stress factor of the accelerated life test is a voltage, which can increase the number of revolutions of the motor to accelerate the brush wear due to the friction between the brush and the commutator. Also, the accelerating stress level was determined after determining the maximum allowable level of the voltage through the preliminary test. Results: The motor failure time at each accelerating stress level was predicted by regression analysis with brush wear length as performance degradation data. The main failure mode, which is brush wear, of the motor was reproduced by this test. The shape parameter of the Weibull distribution was confirmed to be the same statistically at all accelerating stress levels by the likelihood ratio test. Conclusion: The life of the motor was investigated by performing the accelerated life test with the brush wear of the industrial cleaner motor as the main failure mode. Through the accelerating test method of the cleaner motor, various life expectancy and life expectancy of the acceleration factor are predicted.
Natural rock mass contains defects of different shapes, usually filled with inclusions such as clay or gravel. The presence of inclusions affects the failure characteristics and mechanical properties of rock mass. In this study, the strength and failure characteristics of rock with inclusions were studied using the particle flow code under uniaxial compression. The results show that the presence of inclusions not only improves the mechanical properties of rock with defects but also increases the bearing capacity of rock. Circular inclusion has the most obvious effect on improving model strength. The inclusions affect the stress distribution, development of initial crack, change in crack propagation characteristics, and failure mode of rock. In defect models, concentration area of the maximum tensile stress is generated at the top and bottom of defect, and the maximum compressive stress is distributed on the left and right sides of defect. In filled models, the tensile stress and compressive stress are uniformly distributed. Failing mode of defect models is mainly tensile failure, while that of filled models is mainly shear failure.
The force-deformation behavior, strain distribution and failure modes of a variable damping self-centering brace (VD-SCB) are theoretically analyzed, experimentally studied, and numerically simulated to guide its design. The working principle of the brace is explained by describing the working stages and the key feature points of the hysteretic curve. A large-scale brace specimen was tested under different sinusoidal excitations to analyze the recentering capability and energy dissipation. Results demonstrate that the VD-SCB exhibits a full quasi-flag-shaped hysteretic response, high ultimate bearing capacity, low activation force and residual deformation, and excellent recentering and energy dissipation capabilities. Calculation equations of the strain distribution in different parts of the brace are proposed and are compared with the experimental data and simulated results. The developments of two failure modes are compared. Under normal circumstances, the brace fails due to the yielding of the spring blocking plates, which are easily replaced to restore the normal operating conditions of the brace. A brief description of the design procedure of the brace is proposed for application.
Proceedings of the Korean Society of Machine Tool Engineers Conference
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2001.10a
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pp.209-213
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2001
The reliability data analysis for components of CNC machining center is studied in this paper. The failure data of mechanical part is analyzed by Exponential, Weibull, and Log-normal distributions. And then, the optimum failure distribution model is selected by goodness of fit test. The reliability data analysis program is developed with ASP language to use on the Internet. The failure rate, MTBF, life, and failure mode of mechanical parts are estimated and searched by this program. The failure data and analysis results are stored in the database.
Park, Joon-Hyung;Lee, Se-Hee;Jang, Hyun-Duck;Kim, Gwang-Sub;Yang, Jeong-Sam
Journal of Applied Reliability
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v.10
no.4
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pp.213-235
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2010
In this paper, we carried out an accelerated degradation test that is commonly used to predict characteristics life of rubber gaskets for a pole transformer. The potential failure mode applied for the test is rubber elongation and the corresponding failure mechanism is heat. From the result, we found that Weibull distribution is the fatigue life distribution in NBR and H-NBR. After estimating characteristics life in commonly used temperature, the average life span of $B_{50}$ in NBR is 7.7 years under $50^{\circ}C$ and the life span in H-NBR is 28 years.
Maykely Naara Morais Rodrigues;Kely Firmino Bruno;Ana Helena Goncalves de Alencar;Julyana Dumas Santos Silva;Patricia Correia de Siqueira;Daniel de Almeida Decurcio;Carlos Estrela
Restorative Dentistry and Endodontics
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v.46
no.4
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pp.59.1-59.14
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2021
Objectives: This study compared the Biodentine, MTA Repair HP, and Bio-C Repair bioceramics in terms of bond strength to dentin, failure mode, and compression. Materials and Methods: Fifty-four slices obtained from the cervical third of 18 single-rooted human mandibular premolars were randomly distributed (n = 18). After insertion of the bioceramic materials, the push-out test was performed. The failure mode was analyzed using stereomicroscopy. Another set of cylindrically-shaped bioceramic samples (n = 10) was prepared for compressive strength testing. The normality of data distribution was analyzed using the Shapiro-Wilk test. The Kruskal-Wallis and Friedman tests were used for the push-out test data, while compressive strength was analyzed with analysis of variance and the Tukey test, considering a significance level of 0.05. Results: Biodentine presented a higher median bond strength value (14.79 MPa) than MTA Repair HP (8.84 MPa) and Bio-C Repair (3.48 MPa), with a significant difference only between Biodentine and Bio-C Repair. In the Biodentine group, the most frequent failure mode was mixed (61%), while in the MTA Repair HP and Bio-C Repair groups, it was adhesive (94% and 72%, respectively). Biodentine showed greater resistance to compression (29.59 ± 8.47 MPa) than MTA Repair HP (18.68 ± 7.40 MPa) and Bio-C Repair (19.96 ± 3.96 MPa) (p < 0.05). Conclusions: Biodentine showed greater compressive strength than MTA Repair HP and Bio-C Repair, and greater bond strength than Bio-C Repair. The most frequent failure mode of Biodentine was mixed, while that of MTA Repair HP and Bio-C Repair was adhesive.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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