• Steel and Composite Structures
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• 제51권5호
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• pp.509-527
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• 2024

Bonding carbon fiber-reinforced polymer (CFRP) laminates have been extensively employed in the restoration of steel constructions. In addition to the mechanical properties of the CFRP, the bond strength (P_U) between the CFRP and steel is often important in the eventual strengthened performance. Nonetheless, the bond behavior of the CFRP-steel (CS) interface is exceedingly complicated, with multiple failure causes, giving the P_U challenging to forecast, and the CFRP-enhanced steel structure is unsteady. In just this case, appropriate methods were established by hybridized Random Forests (RF) and support vector regression (SVR) approaches on assembled CS single-shear experiment data to foresee the P_U of CS, in which a recently established optimization algorithm named Aquila optimizer (AO) was used to tune the RF and SVR hyperparameters. In summary, the practical novelty of the article lies in its development of a reliable and efficient method for predicting bond strength at the CS interface, which has significant implications for structural rehabilitation, design optimization, risk mitigation, cost savings, and decision support in engineering practice. Moreover, the Fourier Amplitude Sensitivity Test was performed to depict each parameter's impact on the target. The order of parameter importance was t_c> L_c > E_A > t_A > E_c > b_c > f_c > f_A from largest to smallest by 0.9345 > 0.8562 > 0.79354 > 0.7289 > 0.6531 > 0.5718 > 0.4307 > 0.3657. In three training, testing, and all data phases, the superiority of AO - RF with respect to AO - SVR and MARS was obvious. In the training stage, the values of R² and VAF were slightly similar with a tiny superiority of AO - RF compared to AO - SVR with R² equal to 0.9977 and VAF equal to 99.772, but large differences with results of MARS.

• Geomechanics and Engineering
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• 제36권5호
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• pp.511-525
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• 2024

Underground openings significantly affect the mechanical stability of underground spaces and create damaged zones. This study investigated the acoustic emission (AE) characteristics associated with the formation of damaged zones around circular openings. Uniaxial compression experiments were conducted on three types of rock specimens, namely, granite (GN-1 and GN-2), gabbro (GB), and slate (SL), containing a circular opening. AE and digital image correlation (DIC) techniques were used to monitor and evaluate the damaged zones near the circular openings. The AE characteristics were evaluated using AE parameters, including count, energy, amplitude, average frequency, and RA value. The DIC results revealed that the estimated diameters of the damaged zones of GN-1, GN-2, GB, and SL were 1.66D, 1.53D, 1.49D, and 1.9D, respectively. The average displacements at the surface of the damaged zones for these specimens were 0.814, 0.786, 0.661, and 0.673 mm, respectively, thus demonstrating a strong correlation with Young's modulus. The AE analysis with DIC revealed that tensile failure occurred in the direction parallel to the maximum compression axis as the load increased. Thus, this study provides fundamental data for a comprehensive analysis of damaged zones in underground openings and will facilitate the optimization of rock engineering projects and safety assessments thereof.

• 대한영상의학회지
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• 제85권2호
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• pp.308-326
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• 2024

심장 기능의 포괄적인 결과는 심장박출량과 전신 정맥 환류로 표현된다. 심장의 4개의 방실은 각자 고유한 기계적 기능을 가진다. 심장방실과 판막, 폐순환 시스템은 전부하 또는 후부하의 형태로 상호 연관되어 있다. 심장 기능 장애는 전반적인 심장 기능의 실패로 전형적인 임상 증상을 나타낸다. 심장 기능 장애의 근본 원인을 조사하려면 심장 내 혈류 유동 경로에 대한 단계별 평가가 필요하다. 이러한 맥락에서, 심장의 세부 구조를 볼 수 있는 영상검사의 표지자는 심장 기능 평가에 중요한 역할을 한다. 영상기반 평가를 통해 개별 심장 구성 요소의 기능을 단계별로 조사할 수 있다. 심장 기능 평가를 위한 영상검사 중 최근 심장 CT가 포함되고 검증되었다. 본 종설에서는 포괄적 및 단계별 심장 기능 평가를 위한 심장 CT 기반 영상 표지자에 대해 논의하겠다.

• Steel and Composite Structures
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• 제51권4호
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• pp.351-361
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• 2024

Accurate measurement of K_IC values for gas pipeline steels is important for assessing pipe safety using failure assessment diagrams. As direct measurement of K_IC was impossible for the API X70 pipeline steel, multi-specimen fracture tests were conducted to measure J_IC using three-point bend geometry. The J values were calculated from load-displacement (F-δ) plots, and the associated crack extensions were measured from the fracture surface of test specimens. Valid data points were found for the constructed J-Δa plot resulting in J_IC=356kN/m. More data points were added analytically to the J-Δa plot to increase the number of data points without performing additional experiments for different J-Δa zones where test data was unavailable. Consequently, displacement (δ) and crack-growth (Δa) from multi-specimen tests (with small displacements) were used simultaneously, resulting in the variation of Δa-δ (crack growth law) and δ-Δa obtained for this steel. For new Δa values, corresponding δ values were first calculated from δ-Δa. Then, corresponding J values for the obtained δ values were calculated from the area under the F-δ record of a full-fractured specimen (with large displacement). Given Δa and J values for new data points, the developed J-Δa plot with extra data points yielded a satisfactory estimation of J_IC=345kN/m with only a -3.1% error. This is promising and showed that the developed technique could ease the estimation of J_IC significantly and reduce the time and cost of expensive extra fracture toughness tests.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권5호
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• pp.109-115
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• 2008

구조물이 초고층화, 대형화 되어감에 따라 철근의 이음방법에 대한 필요성이 증대되고 있다. 현재 일반적으로 건설현장에서는 겹이음을 많이 사용하고 있으나 굵은 직경을 사용한 구조부재의 경우 겹이음 사용 시 피복두께 확보의 어려움으로 부착파괴 및 접합부의 복잡한 배근으로 인한 콘크리트 타설의 시공성 저하 등이 문제가 되고 있다. 또한 압접이음은 철근의 단부를 국부적으로 가열하여 접합하는 방식으로 압접 후 철근의 취약부분이 발생할 수 있으므로 시공현장에서의 철저한 품질관리가 요구되는 단점이 있다. 이러한 단점을 해결하고자 새로운 개념의 Up-set Coupler를 적용하였다. 본 연구에서는 기계적 이음방법 중 철근 선조립공법이나 고강도, 대직경의 철근을 사용하는 PSC구조물의 접합부에서 주로 사용되는 대표적인 이음방법인 Screw Coupler와 Up-set Coupler, 그리고 이음이 없는 철근을 사용하여 각각의 인장특성과 사용성을 실험적으로 연구하고자 한다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권6호
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• pp.2220-2238
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• 2024

As a typical active equipment, pump machinery is widely used in nuclear power plants. Although the mechanism of pump machinery in nuclear power plants is similar to that of conventional pumps, the safety and reliability requirements of nuclear pumps are higher in complex operating environments. Once there is significant performance degradation or failure, it may cause huge security risks and economic losses. There are many pumps mechanical parameters, and it is very important to explore the correlation between multi-dimensional variables and condition. Therefore, a condition monitoring model based on Deep Denoising Autoencoder (DDAE) is constructed in this paper. This model not only ensures low false positive rate, but also realizes early abnormal monitoring and location. In order to alleviate the influence of parameter time-varying effect on the model in long-term monitoring, this paper combined equidistant sampling strategy and DDAE model to enhance the monitoring efficiency. By using the simulation data of reactor coolant pump and the actual centrifugal pump data, the monitoring and positioning capabilities of the proposed scheme under normal and abnormal conditions were verified. This paper has important reference significance for improving the intelligent operation and maintenance efficiency of nuclear power plants.

• Computers and Concrete
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• 제34권2호
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• pp.247-265
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• 2024

Measuring the fracture toughness of concrete in laboratory settings is challenging due to various factors, such as complex sample preparation procedures, the requirement for precise instruments, potential sample failure, and the brittleness of the samples. Therefore, there is an urgent need to develop innovative and more effective tools to overcome these limitations. Supervised learning methods offer promising solutions. This study introduces seven machine learning algorithms for predicting concrete's effective fracture toughness (K-eff). The models were trained using 560 datasets obtained from the central straight notched Brazilian disc (CSNBD) test. The concrete samples used in the experiments contained micro silica and powdered stone, which are commonly used additives in the construction industry. The study considered six input parameters that affect concrete's K-eff, including concrete type, sample diameter, sample thickness, crack length, force, and angle of initial crack. All the algorithms demonstrated high accuracy on both the training and testing datasets, with R² values ranging from 0.9456 to 0.9999 and root mean squared error (RMSE) values ranging from 0.000004 to 0.009287. After evaluating their performance, the gated recurrent unit (GRU) algorithm showed the highest predictive accuracy. The ranking of the applied models, from highest to lowest performance in predicting the K-eff of concrete, was as follows: GRU, LSTM, RNN, SFL, ELM, LSSVM, and GEP. In conclusion, it is recommended to use supervised learning models, specifically GRU, for precise estimation of concrete's K-eff. This approach allows engineers to save significant time and costs associated with the CSNBD test. This research contributes to the field by introducing a reliable tool for accurately predicting the K-eff of concrete, enabling efficient decision-making in various engineering applications.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권3호통권36호
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• pp.355-367
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• 1998

볼트 구멍의 크기가 고장력 볼트 이음부의 역학적 거동 및 내부 압축응력 분포에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 과대공 및 표준공을 갖는 고장력 볼트 이음부에 대한 실험 및 해석적 연구를 실시하였다. 실험적 연구에서는 정적 인장시험과 피로시험을 실시하여 미끄러짐 특성, 피로강도 및 피로파단 양상을 평가하였으며, 해석적 연구에서는 유한요소해석을 통하여 내부 압축응력의 분포영역을 밝히고, 내부 압축응력의 분포가 역학적 거동에 미치는 영향을 평가하였다. 실험결과, 과대공을 갖는 고장력 볼트 이음부의 미끄러짐 계수와 피로강도는 표준공을 갖는 이음부와 비교하여 큰 차이는 없으나 다소 감소하는 경향이 나타났다. 이러한 원인은 과대공 시험편의 경우 볼트 구멍의 크기가 표준공 시험편과 비교하여 상대적으로 크기 때문에 축력의 작용폭이 좁아져 마찰영역으로 작용하는 내부 압축응력의 분포영역이 작아지기 때문으로 판단되며, 이는 유한요소해석 결과로도 확인할 수 있었다. 또한, 피로시험 결과 과대공 시험편의 피로균열의 발생점이 표준공 시험편 보다 볼트 구멍 내벽에 가까운 것을 알 수 있어, 피로균열의 발생위치는 고장력 볼트의 도입축력에 의해 모재와 이음판에 형성되는 내부 압축응력의 분포영역과 밀접한 관계가 있음을 알 수 있었다.

• 지질공학
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• 제15권3호
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• pp.257-268
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• 2005

일반적으로 현지 암반은 강도의 변화가 심 한 다양한 불연속면들을 포함하여 불균질하고 불연속성 을 나타낸다. 절리, 단층, 균열, 층리와 같은 불연속면들은 암반의 강도와 변형특성을 좌우하는 중요한 요인이다. 결과적으로, 지하공동의 안정성은 무결암의 역학적 특성뿐만 아니 라, 공동의 기하학적 형상과 관련하여 불연속면들의 공간적 분포와 역학적 특성에 크게 영 향을 받는다. 따라서 지하심부의 응력 조건에서의 공동설계를 위해서는 불연속 암반의 거동에 대한 정확한 이해가 필수적이다. 암반역 학 분야의 발전에 의하여 등방성 암반에서 의지 하공동 설계를 위한 기준이 제시되고 있으나, 불연속성 암반의 변형 거동은 불명확성 이 여전히 존재한다. 본 연구에서는 연속체절 리모델을 적용하여 불연속성 암반내의 지하공동 주변의 소성영역의 크기, 응력분포 및 변형거동에 대하여 매개변수의 변화에 따른 영향을 고찰하였다. Mohr-Coulomb 파괴 이론에 의한 탄소성 유한차분법을 적용하였으며, 비조합 유동법칙과 완전소성 물질거 동을 가정하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권11호
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• pp.144-150
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• 2019

본 연구는 고 장력 강판 SGAFC 780소재를 이용하여 저항 점 용접을 실시 하였으며, 조건에 따른 너깃 지름 측정, 유한 요소 해석 비교를 하였다. 너깃 지름 측정 결과 용접 전류 7kVA의 용접시간 18cycle 이상의 용접조건에서는 용접 최소 직경인 4.3mm 이상을 만족하는 것으로 나타났다. 9kVA과 10kVA이상에서 최소 너깃 직경인 4.3mm 이상으로 만족 하였으나, 높은 전류와 시간으로 인해 날림 현상이 발생하였고, 그로 인한 깊은 압흔이 잔류하였다. 용접성 평가 결과 최소 너깃 지름에서는 만족하지만 날림 현상이 발생하여 용접 불량으로 평가되는 구간이 존재함을 확인하였다. 하지만 날림 현상이 일어났음에도 충분한 하중 부담 능력을 가지는 영역도 확인했다. 유한 요소 해석 비교 결과 적정용접 구간에서의 유한 요소 해석과 실험 결과에서의 너깃 지름을 비교 했을 시 4.2% 미만의 오차율을 확인 했으며, 유한 요소 해석의 신뢰성을 확인 할 수 있었다.