• 제목/요약/키워드: reliability prediction

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고장력 강판(SGAFC780)의 저항 점 용접의 유한요소해석을 통한 너깃 직경 예측 (A Study on Prediction of Nugget Diameter by Resistance Spot Welding Finite Element Analysis of High Tensile Steel (SGAFC 780))

  • 이철호;김원섭;이종훈;박상흡
    • 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.

고해상도 DEM을 활용한 로스해 Campbell 빙하의 지반접지선 추정 (Grounding Line of Campbell Glacier in Ross Sea Derived from High-Resolution Digital Elevation Model)

  • 김승희;김덕진;김현철
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제34권3호
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    • pp.545-552
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    • 2018
  • 지반접지선은 남극 빙하 및 빙붕의 취약성을 나타내는 가장 핵심적인 척도로 물질균형의 증거로 사용된다. 본 연구에서는 SAR와 레이더 고도계 위성을 이용하여 빙하와 빙붕의 고해상도 수치고도모델을 제작하고, 이를 이용하여 동남극의 Campbell 빙하의 지반접지선의 위치를 추정하고 시공간적 변화를 관찰하였다. 2013년 6월 21일과 2016년 9월 10일에 획득된 TanDEM-X 와 TerraSAR-X 자료와 촬영날짜 대비 15일 이내의 CryoSat-2 레이더 고도계 자료의 조합을 이용하여 고해상도 수치고도모델을 제작 후 지반접지선을 추정하였으나 3년 동안 큰 변화를 관찰하지 못하였다. 지반접지선 추정 시 사용된 얼음의 평균 밀도는 정확하게 알려져 있기 않기 때문에 얼음의 밀도를 변화시킨 지반접지선의 변화를 분석하였다. DDInSAR로 추정된 지반접지선과는 공간적으로 큰 차이가 있었지만 광학위성의 표면 특징을 이용하여 추정된 지반접지선과는 얼음의 밀도가 약 $880kg/m^3$일 때 가장 유사하였다. 본 연구는 해저지형의 수직적 정확도에 따라서 결과의 신뢰도가 변할 수 있지만 얼음의 지반접지선 지역의 유체정역학적 얼음 두께가 더욱 큰 영향을 끼칠 것으로 고려되며 동일한 오차를 포함한 두 시기의 지반접지선을 비교하였기 때문에 상대적 변화는 의미가 있다고 고려된다.

클러치 스냅링부 파괴 예측을 위한 구조응력기법 연구 (A Study of Structural Stress Technique for Fracture Prediction of an Auto-Mobile Clutch Snap-Ring)

  • 김주희;명만식;오창식;김윤재
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제40권2호
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    • pp.175-183
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    • 2016
  • 복잡한 기계장치에 대한 내구신뢰성 평가는 단순한 응력해석을 통해 피로수명을 예측하는 것이 일반적인 방법이다. 하지만 기존 방법은 유한요소 해석 시 여러 가지 요인에 의해 일관된 응력해석 결과를 얻기 어려워 해석자에 따라 상이한 수명을 예측하는 단점을 지닌다. 하지만 구조응력을 기반으로 하는 내구신뢰성 평가 기법은 이러한 단점을 보완하여 보다 합리적인 결과를 제공해 준다. 구조응력기법은 유한요소 모델의 요소 수와 요소 형태에 무관하게 일관된 응력결과를 제공하기 때문에 신뢰성이 높은 내구도 평가 결과를 얻을 수 있다. 해석조건 및 환경에 독립적인 결과를 제공해 주는 구조응력은 최근 대형선박 설계 및 각종 기계장치의 피로수명 예측에 종종 활용되고 있어 보다 깊이 있고 체계적인 연구가 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 (a) 유한요소모델의 형태에 상관없이 요소에 독립적인 구조응력 산출기법을 제시하고, (b) 이를 이용하여 자동차 클러치 스냅링부의 구조응력 산출하여 피로파괴를 예측하고자 한다.

분석대상 규모에 따른 수단분담모형의 추정과 적용에 관한 연구 (Development and Application of the Mode Choice Models According to Zone Sizes)

  • 김주영;이승재;김도경;전장우
    • 대한교통학회지
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    • 제29권6호
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    • pp.97-106
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    • 2011
  • 수단선택모형은 신설중이거나 계획중인 새로운 교통수단의 수요를 추정하기 위하여 필수적인 요소이다. 현재 교통수요분석시 수단분담모형구축을 위해 지역별로 공통된 효용함수의 파라미터를 사용하고 있으며, 이로 인해 수단선택 행태 예측시 오류가 발생하는 경우가 존재한다. 권역별 자료를 집계하여 공통된 파라미터를 사용함으로써 발생하는 문제점은 다음과 같다. 수단선택모형으로 인한 수단전환 효과를 측정하기 위하여 집계모형(aggregate model)을 사용할 경우 분석권역에 따라 수단분담모형에서는 통행시간이나 통행비용에 대한 계수의 분포가 다름(분석권역별로 서로 다른 모집단 분포를 하고 있음)에도 불구하고 하나의 파라메타로 모집단을 설명하고자 할 경우 모집단을 적절히 설명하지 못하게 된다. 따라서 통행비용 및 통행시간과 같은 정책변수의 변화에 민감하게 반응하지 못하는 경우가 발생한다. 특히 수단선택 모형에 사용되는 로짓모형과 같이 비선형함수의 경우에 집합화자료를 사용함으로써 집합화에 의한 오차(aggregation error) 또한 문제가 된다. 본 논문의 목적은 수단선택 행태에 영향을 미치는 지역적 특성을 고려하고, 지역단위별로 공통된 파라미터를 사용하면서 나타나는 집합화 오차를 줄일 수 있도록 분석대상 규모(zone size)별 수단분담모형 파라미터값을 추정하는 것을 목적으로 한다. 이를 위하여 2006년 가구통행실태조사 자료를 이용하여 각 분석단위(zone)의 수단별 파라미터를 추정하였다. 추정된 결과의 경우 파라미터값의 부호와 한계대체율에 의한 시간가치가 상식적으로 적정한지를 판단하고, 통계적으로 적합한지에 대하여 검증을 실시하였다. 또한 구축된 모형의 실제 사례에 적용가능성을 보기 위하여 서울지하철 9호선의 개통 전 후를 비교하여 현실에서 관측된 수단분담율 변화와 모형상의 예측치를 비교하여 정확성 및 신뢰성을 검토하였다.

항공기 배기 플룸의 파장별 IR 신호 해석 (Spectral Infrared Signature Analysis of the Aircraft Exhaust Plume)

  • 구본찬;백승욱;이경주;김만영;김원철
    • 한국항공우주학회지
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    • 제42권8호
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    • pp.640-647
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    • 2014
  • 추진기관 배기 플룸의 적외선 복사(Infrared radiation :IR) 신호는 항공기 생존성에 영향을 미치는 주요 요인이다. 항공기의 생존성 향상을 위해 IR 감소 설계 기술이 적용된 추진기관의 정확한 IR 신호 예측이 필요하다. 본 연구는 유동 및 열전달 해석 코드를 이용하여 노즐 내부, 외부 자유류, 플룸 영역의 열유동장을 수치 해석하였다. 비회색가스의 특성을 효율적으로 해석하는 좁은밴드 기반의 재조합 회색가스가중합법을 적용하여 항공기 플룸에서 방사되는 파장별 IR 신호를 계산하였다. 개발된 프로그램의 정확성과 신뢰성을 확보하고자 1차원 모델에 대한 검증을 거친 후 항공기 추진기관의 열유동장 및 파장별 IR 신호 해석을 수행하였다. 해석을 통하여 상대적으로 플룸 내부에서 IR 복사강도가 높은 것을 확인하였고 온도, 분압, 화학종에 따라 다른 파장별 IR 신호 특성을 파악하였다. 노즐 출구 부근에서는 노즐 벽면의 고체 방사로 인하여 파장별 IR 복사강도가 연속적으로 나타났다.

장기간 대기오염 및 기상자료를 이용한 유효강수세정 기여율 회귀모델의 개발 및 유효성 검사 (Development and Validation Test of Effective Wet Scavenging Contribution Regression Models Using Long-term Air Monitoring and Weather Database)

  • 임득용;이태정;김동술
    • 한국대기환경학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.297-306
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    • 2013
  • This study used long-term air and weather data from 2000 to 2009 as raw data sets to develop regression models in order to estimate precipitation scavenging contributions of ambient $PM_{10}$ and $NO_2$ in Korea. The data were initially analyzed to calculate scavenging ratio (SR), defined as the removal efficiency for $PM_{10}$ and $NO_2$ by actual precipitation. Next, the effective scavenging contributions (ESC) with considering precipitation probability density were calculated for each sector of precipitation range. Finally, the empirical regression equations for the two air pollutants were separately developed, and then the equations were applied to test the model validity with the raw data sets of 2010 and 2011, which were not involved in the modeling process. The results showed that the predicted $PM_{10}$ ESC by the model was 23.8% and the observed $PM_{10}$ ESCs were 23.6% in 2010 and 24.0% in 2011, respectively. As for $NO_2$, the predicted ESC by the model was 16.3% and the observed ESCs were 16.4% in 2010 and 16.6% in 2011, respectively. Thus the developed regression models fitted quite well the actual scavenging contribution for both ambient $PM_{10}$ and $NO_2$. The models can then be used as a good tool to quantitatively apportion the natural and anthropogenic sink contribution in Korea. However, to apply the models for far future, the precipitation probability density function (PPDF) as a weather variable in the model equations must be renewed periodically to increase prediction accuracy and reliability. Further, in order to apply the models in a specific local area, it is recommended that the long-term oriented local PPDF should be inserted in the models.

Argo프로젝트: Argo플로트 분포 예측 (Argo Project: On the Distribution Prediction of Drifting Argo Floats)

  • 양찬수
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.22-29
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    • 2004
  • 2000년부터 시작된 ARGO(아르고)국제 프로젝트는 수온ㆍ염분ㆍ유속을 관측하기 위해서 2006년까지 전 지구 해양에 3000대의 아르고 플로트를 투입하고, 중상층 해양을 실시간으로 감시하고자 하는 프로젝트이다. 2003년 12월 현재 18개국에서 투입한 1,023개의 플로트가 운용 중에 있다. 본 연구에서는 플로트가 작동을 멈추고 나서 표류하게 되는 경우에 대해서 일본해양과학기술센터의 해양대순환모델 유속장을 사용하여 분포예측 시뮬레이션을 수행했다. 먼저, 시뮬레이션의 타당성을 조사하기 위하여 모델에서 얻어진 해면 유속 데이터를 사용하여 입자 표류 시뮬레이션을 수행해 WOCE의 해면 표류 부이의 데이터베이스와 비교한 결과를 평가하였다. 그 결과, 모델은 전체적으로 해면 부이의 움직임을 잘 나타내며, 북태평양 전체에서 연안 표착율도 재현하고 있는 점으로부터 사용한 모델은 플로트의 전개 및 추적에 유용한 방법이라는 것을 알았다. 이에 따라, 플로트 투입 후 4년간은 해면과 심도 2000 m와의 사이를 10일간 주기로 반복하고, 그 이후에는 플로트의 수명이 해면에서 종료한다는 가정 하에 북태평양에 있어서 653개(위경도 3도 간격으로 1개)의 입자에 대해 100년간 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과, 약 29%의 플로트가 해안에 표착할 것이라는 결과가 얻어졌다.

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가상주행과 실차주행의 운전자 주행행태 차이에 관한 연구 (A Study on the Compensation of the Difference of Driving Behavior between the Driving Vehicle and Driving Simulator)

  • 박진호;임준범;주성갑;이수범
    • 한국도로학회논문집
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    • 제17권2호
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    • pp.107-122
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    • 2015
  • PURPOSES : The use of virtual driving tests to determine actual road driving behavior is increasing. However, the results indicate a gap between real and virtual driving under same road conditions road based on ergonomic factors, such as anxiety and speed. In the future, the use of virtual driving tests is expected to increase. For this reason, the purpose of this study is to analyze the gap between real and virtual driving on same road conditions and to use a calibration formula to allow for higher reliability of virtual driving tests. METHODS : An intelligent driving recorder was used to capture real driving. A driving simulator was used to record virtual driving. Additionally, a virtual driving map was made with the UC-Win/Road software. We gathered data including geometric structure information, driving information, driver information, and road operation information for real driving and virtual driving on the same road conditions. In this study we investigated a range of gaps, driving speeds, and lateral positions, and introduced a calibration formula to the virtual record to achieve the same record as the real driving situation by applying the effects of the main causes of discrepancy between the two (driving speed and lateral position) using a linear regression model. RESULTS: In the virtual driving test, driving speed and lateral position were determined to be higher and bigger than in the real Driving test, respectively. Additionally, the virtual driving test reduces the concentration, anxiety, and reality when compared to the real driving test. The formula includes four variables to produce the calibration: tangent driving speed, curve driving speed, tangent lateral position, and curve lateral position. However, the tangent lateral position was excluded because it was not statistically significant. CONCLUSIONS: The results of analyzing the formula from MPB (mean prediction bias), MAD (mean absolute deviation) is after applying the formula to the virtual driving test, similar to the real driving test so that the formula works. Because this study was conducted on a national, two-way road, the road speed limit was 80 km/h, and the lane width was 3.0-3.5 m. It works in the same condition road restrictively.

베어링 잔존 수명 예측을 위한 주파수 에너지 기반 특징신호 추출 (Feature Extraction for Bearing Prognostics based on Frequency Energy)

  • 김석구;최주호;안다운
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제16권2호
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    • pp.128-139
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    • 2017
  • 철도는 항공기, 선박 등과 더불어 대표적 대중교통 수단으로서 최근 고속 철도의 등장으로 인해 그 비중이 점점 더 높아지고 있으며, 아울러 대형사고의 위험 또한 증가하고 있다. 이중에서 철도 차량의 차축 베어링은 높은 안전성이 요구되는 부품으로서 최근 이의 고장예측을 위한 건전성 관리기술(Prognostics and Health Management, PHM)에 많은 연구가 집중되고 있다. PHM은 센서를 통해 얻은 데이터로부터 결함관련 특징신호를 추출하고 현재의 고장수준 진단과 미래의 고장싯점을 예측하는 기술로서, 이중에서 가장 중요한 부분은 올바른 특징신호를 추출하는 것이다. 그러나 지금까지의 특징신호들은 잡음으로 인한 심한 변동이나 비단조 경향으로 인해 고장예측에 이용하기에 부족한 점이 있었다. 본 연구에서는 이를 극복하기 위해 주파수 에너지 이동현상을 기반으로 정보 엔트로피를 특징신호로 사용하는 새로운 특징신호 추출법을 개발하고 IEEE 2012 PHM 경진대회에서 공개된 FEMTO 베어링 수명시험 데이터를 대상으로 기존의 특징신호들과 고장예측 성능비교를 함으로써 그 우수성을 검증하였다.

터널굴착 현장에 인접한 지상구조물의 안전성 평가용 전문가 시스템의 개발 (1) -전문가 시스템 개발 및 신뢰성 검증을 중심으로 (Development of a Neural Network Expert System for Safety Analysis of Structures Adjacent to Tunnel Excavation Sites Focused on Development and Reliability Evaluation of Expert System)

  • 배규진;신휴성
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제14권2호
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    • pp.107-126
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    • 1998
  • 터널굴착으로 발생되는 지반침하는 지상구조물의 변형을 유발할 수도 있으므로 터널굴착 전에 지상구조물의 안전성 평가가 요구된다. 이러한 변형에 대한 구조물의 안전성을 평가하기 위하여 본 연구에서는 터널현장의 지반침하를 예측하고, 이를 기반으로 지상구조물의 안정성 평가를 수행하는 전문가 시스템 NESASS(Neural Network Expert System for Adjacent Structure Safety analysis)를 개발하였다. NESASS는 인공신경망을 이용, 터널현장의 지반침하 계측자료로 작성된 데이터베이스 자료를 학습자료로 하여 학습을 수행하고, 이를 기반으로 터널현장의 지반침하 트라프를 추론한다. 또한 일반구조물의 안전성을 평가하는데 이용되고 있는 인자, 즉 각변형(angular distortion)과 처징비 (deflection ratio) 등을 이용하여 지상건물의 안전성을 평가함과 아울러 Dulacska의 균열평가 모델 을 이용하여 건물의 균열양상을 예측한다. 본 연구에서는 서울지하철 현장을 대상으로 113개 계측측선의 지반침하 계측자료를 수집 정리하고 지반침하의 주 영향인자들을 선정하여. 이들을 데이터베이스화하였다. 그리고 인공신경망 구조에 관련된 매개변수 연구를 수행하여 구축된 데이터베이스에 대한 최적 인공신경망 모델을 선정하였다. 또한 현장자료와의 비교를 통하여 NESASS의 지반침하 예측능력을 조사하고, 현장자료를 이용하여 지상구조물에 대한 안전성 평가의 신뢰성을 평가함으로써 NESASS의 실무 적용성을 확인 하였다.

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