• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제22권6호
• /
• pp.665-683
• /
• 2006

The strength behaviors of Fiber Reinforced Plastics (FRP) Composites can be greatly influenced by the properties of constitutive materials, the laminate structures, and load conditions etc, accompanied by many uncertainty factors. So the reliability study on FRP is an important subject of research. Many achievements have been made in reliability studies based on the probability theory, but little has been done on the roles played by fuzzy variables. In this paper, a fuzzy reliability model for FRP laminates is established first, in which the loads are considered as random variables and the strengths as fuzzy variables. Then a numerical model is developed to assess the fuzzy reliability. The Monte Carlo simulation method is utilized to compute the reliability of laminas under the maximum stress criterion. In the second part of this paper, a generalized fuzzy reliability model (GFRM) is proposed. By virtue of the fact that there may exist a series of states between the failure state and the function state, a fuzzy assumption for the structure state together with the probabilistic assumption for strength parameters is adopted to construct the GFRM of composite materials. By defining a generalized limit state function, the problem is converted to the conventional reliability formula that enables the first-order reliability method (FORM) applicable in calculating the reliability index. Several examples are worked out to show the validity of the models and the efficiency of the methods proposed in this paper. The parameter sensitivity analysis shows that some of the mean values of the strength parameters have great influence on the laminated composites' reliability. The differences resulting from the application of different failure criteria and different fuzzy assumptions are also discussed. It is concluded that the GFRM is feasible to use, and can provide an effective and synthetic method to evaluate the reliability of a system with different types of uncertainty factors.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제54권2호
• /
• pp.257-289
• /
• 2015

Shear connectors are generally used to link the slab and girders together in slab-on-girder bridge structures. Damage of shear connectors in such structures will result in shear slippage between the slab and girders, which significantly reduces the load-carrying capacity of the bridge. Because shear connectors are buried inside the structure, routine visual inspection is not able to detect conditions of shear connectors. A few methods have been proposed in the literature to detect the condition of shear connectors based on vibration measurements. This paper proposes a different dynamic condition assessment approach to identify the damage of shear connectors in slab-on-girder bridge structures based on power spectral density transmissibility (PSDT). PSDT formulates the relationship between the auto-spectral densities of two responses in the frequency domain. It can be used to identify shear connector conditions with or without reference data of the undamaged structure (or the baseline). Measured impact force and acceleration responses from hammer tests are analyzed to obtain the frequency response functions at sensor locations by experimental modal analysis. PSDT from the slab response to the girder response is derived with the obtained frequency response functions. PSDT vectors in the undamaged and damaged states can be compared to identify the damage of shear connectors. When the baseline is not available, as in most practical cases, PSDT vectors from the measured response at a reference sensor to those of the slab and girder in the damaged state can be used to detect the damage of shear connectors. Numerical and experimental studies on a concrete slab supported by two steel girders are conducted to investigate the accuracy and efficiency of the proposed approach. Identification results demonstrate that damages of shear connectors are identified accurately and efficiently with and without the baseline. The proposed method is also used to evaluate the conditions of shear connectors in a real composite bridge with in-field testing data.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제34권6호
• /
• pp.779-799
• /
• 2010

In order to consider high-order effects on the actual limit state function, a new response surface method is proposed for structural reliability analysis by the use of high-order approximation concept in this study. Hermite polynomials are used to determine the highest orders of input random variables, and the sampling points for the determination of highest orders are located on Gaussian points of Gauss-Hermite integration. The cross terms between two random variables, only in case that their corresponding percent contributions to the total variation of limit state function are significant, will be added to the response surface function to improve the approximation accuracy. As a result, significant reduction in computational cost is achieved with this strategy. Due to the addition of cross terms, the additional sampling points, laid on two-dimensional Gaussian points off axis on the plane of two significant variables, are required to determine the coefficients of the approximated limit state function. All available sampling points are employed to construct the final response surface function. Then, Monte Carlo Simulation is carried out on the final approximation response surface function to estimate the failure probability. Due to the use of high order polynomial, the proposed method is more accurate than the traditional second-order or linear response surface method. It also provides much more efficient solutions than the available high-order response surface method with less loss in accuracy. The efficiency and the accuracy of the proposed method compared with those of various response surface methods available are illustrated by five numerical examples.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제8권1호
• /
• pp.77-86
• /
• 2006

터널라이닝에 대한 필요성 여부에 대한 논란은 지속적으로 되고 있으나, 대부분의 터널기술자들은 라이닝의 필요성에 대하여 동의하고 있다. 따라서 설계 및 시공상의 라이닝 특성을 고려한 콘크리트 라이닝 품질향상방안 수립을 위하여 근본적인 문제점을 파악하고 해결하는데 도움이 되고자한다. 본 논문에서는 균열발생량이 상대적으로 많은 대단면 4차로 터널을 대상으로 하여 콘크리트라이닝 시공에서부터 터널운용전 발생되는 초기균열에 대한 발생원인 분석을 실시하고, 국내 콘크리트 라이닝 시공특성을 파악하기 위한 사례조사를 실시하였다. 이를 바탕으로 하여 균열발생 최소화를 위한 시공개선방안을 제안하고, 개선방안에 대한 라이닝 콘크리트 타설모형실험 및 강재거푸집내 콘크리트의 유동분석을 수행하여 고품질 콘크리트 라이닝시공을 위한 제안방안의 효율성을 검증하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제13권6호
• /
• pp.451-462
• /
• 2011

도로터널의 환기 시스템은 차량 화재시 안전한 대피환경을 조성하는데 중요한 역할을 하며 종류환기방식과 횡류환기방식으로 대별된다. 본 연구에서는 횡류환기방식에서 대배기구방식에 대한 터널내 풍속, 배연풍량, 개방되는 배기구의 위치에 따른 유동가시화에 대하여 선행 연구와 FDS 시뮬레이션에 의한 결과를 비교하여 연기의 이동특성을 고찰하였다. 그 결과, 연기발생량(Vc=0)에 따른 배연풍량을 제어하여 연기를 피난허용범위 250 m 이내로 제한할 수 있었으며, 터널풍속이 1.75 m/s 와 2.5 m/s일 때 배연풍량은 각각 $173m^3/s$, $236m^3/s$ 을 초과하여야만 연기이동 거리를 250 m로 제한할 수 있었으며 화재지점 가까이에 있는 2개의 배기구를 동시에 개방하는 경우가 배연의 효과가 현저하게 높게 나타났다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
• /
• 대한전자공학회 2001년도 The 6th International Symposium of East Asian Resources Recycling Technology
• /
• pp.76-79
• /
• 2001

In Japan in of today, there is no aspect in which the quantity of waste glass bottle discharged from ordinary homes decreases. Moreover, the kind of shape and color of the waste glass bottles are increasing little by little. In the recycling of the glass bottle, it becomes a problem that many kind of the color is abounding. It is possible to use the transparent glass bottle as raw material of the glassware. Since the reproduction of the color is difficult, the colored glass bottle is not possible to use as a raw material. Therefore, the processing of these glass bottles entirely depends on the reclamation. In Japan, the security of the new reclaimed land is very difficult for the reason of the environmental damage. Moreover, the life expectancy in many reclaimed lands is anticipated with within two years. Therefore, the development of the processing method of glass bottle other than reclamation becomes a rapid problem. At present it is examined that it is used of an aggregate of the colored pavement, as one of the application methods of colored glass bottle. The particle size of produced glass aggregate is also 5mm or less, because the thickness is 5mm or less on almost glass bottles. And almost glass particles have the sharp tip. The application as the aggregate is limited for this sharpness of the particle. This study was carried out for the purpose of the establishment of sharpness measuring method of the glass aggregate particle. It is possible that the injury degree to human in the handling is known, if showing the sharpness of the aggregate particle at the objective numerical value is possible. And the application of the glass aggregate is spread. In this research, the balloon fracture method was used for the sharpness measurement of the glass particle. This method is based on the completely new idea, and it is possible to express completely the possibility of injury to the human. It is reported with the detailed result in full paper, because this study is continuous in order to get the JIS which is industrial standard of Japan.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제39권1호
• /
• pp.1-11
• /
• 2002

본 논문에서는 나노영역의 고해상도 도핑 농도 측정 장비 개발을 위해 공핍 근사 조건하 복잡한 계산 영역에서 공핍 영역을 간단히 계산할 수 있는 방법을 개발하였다. 개발된 공핍영역 계산 방법은 유한요소법을 이용한 적응분할 포아송 방정식 해석기를 사용하여 대전된 영역의 경계에서 전위가 0인 등고선과 일치하도록 하여 계산하는 방법이다. 이 방법의 타당성을 검증하기 위해 계산된 대전영역 및 전위분포가 공핍영역의 정의에 맞는지 확인하였으며, pn 접합에서의 공핍영역 깊이 및 MOS 구조에서 정전용량을 계산하여 비교해 본 결과 이론치와 정확히 일치함을 알 수 있었다. 이러한 Pn 접합 및 MOS 에서 공핍영역 계산 검증을 바탕으로 나노영역의 탐침을 장착한 SCM에서 전압에 따른 실리콘 내의 공핍영역 모양과 전위를 분석하여, 정전용랑 모델링을 하였으며, 이로부터 CV 곡선과 SCM의 출력인 dC/dV곡선을 계산하였다.

• 청정기술
• /
• 제20권3호
• /
• pp.283-289
• /
• 2014

가정용 진공청소기는 기본적으로 집진장치(dust collector), 프리 필터(pre filter), 모터(motor), 배기 필터(exhaust filter)의 구조를 가지며, 흡입된 먼지가 포함된 공기는 이러한 구조를 지나 깨끗한 공기가 되어 대기로 방출된다. 본 연구에서는 실생활에 사용되고 있는 구조가 다른 2개의 사이클론 청소기를 선정하여 사이클론 청소기 내 집진장치의 내부 공기 유동에 대해 전산유체역학을 적용하여 집진성능을 평가하고자 하였다. 사이클론 콘(cyclone cone) 영역에서 공기의 유선(streamline)을 해석한 결과, 사이클론 콘 영역에서 상당한 선회수를 가지는 것을 확인하였다. 특정 형상의 청소기에 대한 전산해석 결과에서 출구에서의 속도 분포가 매우 불균일한 결과를 나타내었고 이로 인해 집진성능에 악영향이 나타남이 파악되었다. 이 문제를 해결하기 위해 집진장치 형상에 추가적으로 배플을 설치하여, 달라진 속도 분포에 의한 속도 RMS (Root Mean Square) 값의 개선을 평가하였다.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제5권3호
• /
• pp.73-78
• /
• 2001

본 논문은 Lyapunov 함수의 목표 변화율을 이용한 슬라이딩 모드 제어 기법을 제안한다. 슬라이딩 모드 제어는 구조물이 안정적인 거동을 하는 슬라이딩 표면을 정의하고 정의된 슬라이딩 표면에서 구조물이 거동하도록 만드는 제어기법으로 선형제어와 뱅뱅제어 등의 다망한 제어기 설계가 가능하다. 그러나, 기존 연구에서 선 형제어의 경우 Lyapunov 함수의 변화율이 음수라는 조건만 만족하도록 제어기 설계를 수행하여 제어기의 성능을 충분히 활용하지 못한다. 또한 제어기의 성능을 극대화하기 위해 사용하는 뱅뱅제어의 경우, 불필요하게 큰 제어력이 발생하는 문제점을 가지고 있다. 제안된 제어기법은 설계자에 의해 설정된 Lyapunov 함수의 목표 변화율을 달성함으로써 제어기의 성능을 효율적으로 활용할 수 있다. 수치해석결과, 제안된 제어기법은 기존의 선형제어보다 큰 최대응답감소의 효과를 가지며, 기존의 뱅뱅제어보다 적은 제어력을 가지고도 동등한 제어효과를 보인다.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제7권1호
• /
• pp.57-63
• /
• 2003

현수교의 지진응답 산정 시 몇 가지 해석법 간에 발생될 수 있는 차이를 파악하고자 하나의 예제 현수교에 대해 비교 연구를 수행하였다. 주된 검토항목은 선형과 비선형 응답응답스펙트럼법과 동적해석법, 그리고 감쇠율과 감쇠고려 방안이다. 검토 결과 대상 물리량이나 가진 방향에 따라 약간의 차이는 있지만 전체적으로 감쇠율과 감쇠 고려방안 등 감쇠와 관련된 변수가 지진응답에 큰 영향을 미치고 있음을 확인하였다. 반면 응답스펙트럼과 동적해석법, 선형 및 비선형해석법 등 구조해석법에 관련된 변수는 상대적으로 지진응답에 미치는 영향이 적은 것으로 확인되었다. 대상 현수교의 경우에도 응답스펙트럼법이 안전측의 결과를 줄 수 있을 것으로 기대되지만 이 경우 도로교설계기준에 제시된 설계응답스펙트럼을 감쇠율에 따라 적절히 보정하는 사전 작업이 필요랄 것으로 판단되었다.