• Title/Summary/Keyword: 수명예측모델

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Development of Computational Orthogonal Array based Fatigue Life Prediction Model for Shape Optimization of Turbine Blade (터빈 블레이드 형상 최적설계를 위한 전산 직교배열 기반 피로수명 예측 모델 개발)

  • Lee, Kwang-Ki;Han, Seung-Ho
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.34 no.5
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    • pp.611-617
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    • 2010
  • A complex system involves a large number of design variables, and its operation is non-linear. To explore the characteristics in its design space, a Kriging meta-model can be utilized; this model has replaced expensive computational analysis that was performed in traditional parametric design optimization. In this study, a Kriging meta-model with a computational orthogonal array for the design of experiments was developed to optimize the fatigue life of a turbine blade whose behavior under cyclic rotational loads is significantly non-linear. The results not only show that the maximum fatigue life is improved but also indicate that the accuracy of computational analysis is achieved. In addition, the robustness of the results obtained by six-sigma optimization can be verified by comparison with the results obtained by performing Monte Carlo simulations.

Optimized shape design and endurance life prediction of engine mount rubber (엔진 마운트 고무의 최적 형상 설계와 내구수명 예측)

  • 김헌영;김중재
    • Journal of the korean Society of Automotive Engineers
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    • v.18 no.6
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    • pp.23-32
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    • 1996
  • 차량에서 엔진은 가장 큰 질량 집중체(concentrated mass)이다. 만약 엔진이 적절하게 구속되지 않거나 절연되어 있지 않으면, 차체에 진동을 일으키는 원인이 된다. 엔진은 다양한 진동 교란을 받는데 엔진 마운트는 이러한 모든 것들을 고립시키는 역할을 해야 하며, 엔진은 정적인 장착 하중에 대한 지지와 전후, 좌우 및 수직 방향의 운동에 대해 적절한 강성을 가져야 한다. 또한 정숙성을 향상시키기 위해서는 엔진 마운트의 재료인 고무의 강성계수를 낮추는 것이 필요한데 이는 일반적으로 내구성의 저하를 가져온다. 따라서 개발과정에서 강성계수를 낮추는 변경을 하면 부품의 내구성을 보정함에 따르는 재평가 또한 필요하게 된다. 엔진 마운트에 쓰이는 고무부품의 해석은 엔진 마운트 시스템에 대한 진동 해석 및 내구수명의 예측과 병행해야 하며, 진동해석으로부터 얻은 하중 지지 능력 등의 모든 요구 특성을 만족하기 위해서는 고무 재료의 특성에 대한 지식, 엔진 마운트의 장착 위치에 대한 결정 능력과 함께 주어진 조건에 대한 형상의 최적 설계 능력 등이 요구된다. 본 연구에서는 기본적인 형상을 파라미터화하여 엔진 마운트의 형상을 최적화 하는 절차를 제안하였다. 현재 승용차에 널리 사용되고 있는 부시형(bush type) 엔진마운트를 적용 모델로 선택하였으며, 엔진 마운트의 기본적인 형상을 몇개의 파라미터를 사용하여 정의하고 설계 사양으로 주어지는 강성값과 각 파라미터들의 조합으로 구성되는 형상이 갖는 강성값의 차이가 최소가 되도록 파라미터 값들을 최적화하였다. 최적화된 파라미터 값들로 구성되는 형상을 내구 성능, 성형성등을 고려하여 최종 형상으로 결정한다. 내구성능의 예측은 금속부품의 내구수명 예측에 널리 이용되고 있는 방법이 방진 고무부품의 경우에도 적용 가능한지를 검토하고, 방진 고무부품에도 일반적으로 적용될수 있는 내구수명 예측방안의 개발 가능성을 타진해 보았다. 본 연구의 목표는 시제품을 제작하기 이전에 설계된 부품에 대한 스프링 상수 및 내구특성을 체계적으로 규명하여 제품 시험의 횟수를 줄이고, 보다 정밀한 제품을 제작할 수 있도록 하기 위한 것이다.

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Lifetime Estimation of a Bluetooth Module using Accelerated Life Testing (가속수명시험을 이용한 블루투스 모듈의 수명 예측)

  • Son, Young-Kap;Chang, Seog-Weon;Kim, Jae-Jung
    • Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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    • v.15 no.2
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    • pp.55-61
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    • 2008
  • This paper shows quantitative reliability evaluations of a Bluetooth module through extending previous qualitative methods limited to structure reliability tests and solder joint reliability tests for Bluetooth modules. Accelerated Life Testing (ALT) of the modules using temperature difference in temperature cycling as an accelerated stress was conducted for quantitative reliability evaluation under field environment conditions. Lifetime distribution parameters were estimated using the failure times obtained through the ALT, and then Coffin-Manson model was implemented. Results of the ALT showed that the failure mode of the modules was open and the failure mechanisms are both crack and delamination. The ALT reproduced the failure mode and mechanisms of failed Bluetooth modules collected from the field. Further, a quantitative reliability evaluation method with respect to various temperature differences in temperature cycling was proposed in this paper. $B_{10}$ lifetime of the module for the temperature difference $70^{\circ}C$ using the proposed method would be estimated as about 4 years.

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Durability Prediction for Concrete Structures Exposed to Chloride Attack Using a Bayesian Approach (베이지안 기법을 이용한 염해 콘크리트구조물의 내구성 예측)

  • Jung, Hyun-Jun;Zi, Goang-Seup;Kong, Jung-Sik;Kang, Jin-Gu
    • Journal of the Korea Concrete Institute
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    • v.20 no.1
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    • pp.77-88
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    • 2008
  • This paper provides a new approach for predicting the corrosion resistivity of reinforced concrete structures exposed to chloride attack. In this method, the prediction can be updated successively by a Bayesian theory when additional data are available. The stochastic properties of model parameters are explicitly taken into account into the model. To simplify the procedure of the model, the probability of the durability limit is determined from the samples obtained from the Latin hypercube sampling technique. The new method may be very useful in designing important concrete structures and help to predict the remaining service life of existing concrete structures which have been monitored.

SRGM for N-Version Systems (N개 버전 시스템용 소프트웨어 신뢰도 성장모델)

  • Che, Gyu-Shik
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 2003.05c
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    • pp.1741-1744
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    • 2003
  • 본 논문에서는 NHPP 에 근거한 N 버전 프로그래밍 시스템의 SRGM 을 제안한다. 비록 많은 연구 논문에서 NVP, 시스템 신뢰도에 대해서 연구노력을 기울여 왔지만 그들 대부분이 안정된 신뢰도에 대해서만 고려해 왔다. 테스트 및 디버깅 동안 결함이 발견되면 디버깅 노력은 결함을 제거하는데 집중된다. 소프트웨어가 너무 복잡하므로 이러한 결함을 성공적으로 제거한다는 것이 쉽지 않으며, 또 다른 새로운 결함이 소프트웨어에 도입될 수도 있다. 일반화된 NHPP 모델을 NVP 시스템에 적용하여 새로운 NVP-SRGM이 수립된다. 제어시스템에 대한 단순화된 소프트웨어 제어에서 이러한 새로운 소프트웨어 신뢰도 모델을 어떻게 적용하는지를 보여주고 있다. 소프트웨어 신뢰도평가에 s 신뢰도 구간을 준비하였다. 이 소프트웨어 신뢰도 모텔은 신뢰도를 평가하는데 쓰일 수가 있어서 NVP 시스템의 성능을 예측하는데 쓰일 수 있다. 일반적인 산업사회에 적용하여 상용화하기 위해서는 내결함 소프트웨어의 신뢰도를 정량화하기 위해 제안된 NVP-SRGM을 충분히 인증하는데 좀더 적용이 필요하다. NVP 신뢰도 성장 모델링을 하는 이러한 종류의 첫 모델로서 제안된 NVP-SRGM은 독립 신뢰도 모델의 단점을 극복하는데 쓰일 수 있다. 이는 독립적인 모델보다 더욱 더 정확하게 시스템 신뢰도를 예측할 수 있으며, 언제 테스트를 중단해야 하는가를 결정하는 데에도 쓰일 수 있으며, 이는 NVP 시스템 개발 수명주기 단계를 테스트 및 디버깅함에 있어서 핵심 질문사항이다.

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Effect of conductor temperature rise generated by load current on the cable life (운전전류에 의한 도체온도 상승이 케이블 수명에 미치는 영향)

  • Yun, Jea-Hun;Lim, Seong-Ho
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2003.07c
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    • pp.1445-1447
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    • 2003
  • 산업공장에서 저압케이블이 지중에 집중 매설되어 있는 경우 운전전류에 의한 케이블 도체온도가 도체허용온도를 초과할 수 있다. 또한 절연재질의 활성화 에너지와 환경온도로 표현되는 아레니우스 모델의 환경온도 대신 운전전류에 의해 계산된 도체온도를 사용하여 케이블의 수명을 예측하여 보았다.

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Lightweight Model for Energy Storage System Remaining Useful Lifetime Estimation (ESS 잔존수명 추정 모델 경량화 연구)

  • Yu, Jung-Un;Park, Sung-Won;Son, Sung-Yong
    • The Journal of Korea Institute of Information, Electronics, and Communication Technology
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    • v.13 no.5
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    • pp.436-442
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    • 2020
  • ESS(energy storage system) has recently become an important power source in various areas due to increased renewable energy resources. The more ESS is used, the less the effective capacity of the ESS. Therefore, it is important to manage the remaining useful lifetime(RUL). RUL can be checked regularly by inspectors, but it is common to be monitored and estimated by an automated monitoring system. The accurate state estimation is important to ESS operator for economical and efficient operation. RUL estimation model usually requires complex mathematical calculations consisting of cycle aging and calendar aging that are caused by the operation frequency and over time, respectively. A lightweight RUL estimation model is required to be embedded in low-performance processors that are installed on ESS. In this paper, a lightweight ESS RUL estimation model is proposed to operate on low-performance micro-processors. The simulation results show less than 1% errors compared to the original RUL model case. In addition, a performance analysis is conducted based on ATmega 328. The results show 76.8 to 78.3 % of computational time reduction.

Comparison of Statistical Models for Analysis of Fatigue Life of Cable (케이블 피로 수명 해석 통계 모델 비교)

  • Suh, Jeong-In;Yoo, Sung-Won
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.7 no.4
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    • pp.129-137
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    • 2003
  • The cable in the cable-supported structures is long, therefore it can be reasonable to apply the different models, compared with those used for general steel elements. This paper compares the statistical models with existing cable fatigue data, after deriving the cdf(cumulative distibution function) with modifying the log-normal distribution, the existing extremal distributions so as to include length effect. The paper presents the appropriate model for analyzing and assessing the fatigue behavior of cable which is being used for actual structures.

Study on Analysis of Performance to Surrogate modeling Method for Battery State Estimation (리튬이온 배터리 상태 추정을 위한 근사모델링 방법과 그 성능 분석을 통한 수명 예측에 대한 연구)

  • Kang, Deokhun;Lee, Pyeng-Yeon;Jang, Shinwoo;Kim, Jonghoon
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2019.11a
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    • pp.206-207
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    • 2019
  • 리튬이온 배터리의 상태를 모니터링 하는 방법에 있어서, 대표적으로 배터리의 충전 상태(SOC)와 배터리의 건강 상태(SOH)를 추정하여 상태 지표로 사용된다. 본 연구에서는 리튬 이온 배터리의 상태 지표를 위한 용량 정보의 추정을 데이터 기반의 근사 모델을 이용하여 수행하였다. 다양한 근사 모델링 방법을 적용하여 추정되는 용량 정보를 비교하고, 모델링 방법에 따른 용량 추정 성능을 확인하였다. 또한, 이를 바탕으로 리튬이온 배터리의 용량을 예측하고 예측 성능을 분석하였다. 본 연구를 통하여 근사모델을 이용하는 경우, 리튬이온 배터리의 용량 추정은 물론 예측을 수행하는 방법으로서의 활용 가능성을 확인하였으며, 또한 제안하는 방법을 이용하여 보유하고 있는 모니터링 데이터를 활용하여 리튬이온 배터리의 성능을 평가하는데 있어 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

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Prediction of Fretting Fatigue Life on 2024-T351 Al-alloy (2024-T351 알루미늄 합금판 프레팅 피로수명 예측)

  • Kwon, Jung-Ho;Hwang, Kyung-Jung
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.35 no.7
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    • pp.601-611
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    • 2007
  • Most of mechanically jointed aircraft structures are always encountered the fretting damages on the contact surfaces between two jointed structural members or at the edges of fastener holes. The partial slip and contact stresses associated with fretting contact can lead to severe reduction in service lifetime of aircraft structures. Thus a critical need exists for predicting fretting crack initiation in mechanically jointed aircraft structures, which requires characterizing both the near-surface mechanics and intimate relationship with fretting parameters. In this point of view, a series of fretting fatigue specimen tests for 2024-T351 Al-alloy, have been conducted to validate a mechanics-based model for predicting fretting fatigue life. And included in this investigaion were elasto-plastic contact stress analyses using commercial FEA code to quantify the stress and strain fields in subsurface to evaluate the fretting fatigue crack initiation.