The structural health of a pipeline is usually assessed by visual inspection. In addition to the fact that this method is expensive and time consuming, inspection of the whole structure is not possible due to limited access to some points. Therefore, adopting a damage detection method without the mentioned limitations is important in order to increase the safety of the structure. In recent years, vibration-based methods have been used to detect damage. These methods detect structural defects based on the fact that the dynamic responses of the structure will change due to damage existence. Therefore, the location and extent of damage, before and after the damage, are determined. In this study, fuzzy genetic algorithm has been used to monitor the structural health of the pipeline to create a fuzzy automated system and all kinds of possible failure scenarios that can occur for the structure. For this purpose, the results of an experimental model have been used. Its numerical model is generated in ABAQUS software and the results of the analysis are used in the fuzzy genetic algorithm. Results show that the system is more accurate in detecting high-intensity damages, and the use of higher frequency modes helps to increase accuracy. Moreover, the system considers the damage in symmetric regions with the same degree of membership. To deal with the uncertainties, some error values are added, which are observed to be negligible up to 10% of the error.
This article analyzes the interdependency between nonrenewable marine sand resources and renewable fishery resources by the developed dynamic bioeconomic model. The developed bioeconomic model is applied to a case study of efficient sustainable management for marine sand mining, which adversely affects a valuable blue crab fishery and its habitat in Korea. The socially-efficient extraction plan for marine sand and the time-variant environmental external costs to society in terms of diminished harvest rate of blue crab are determined. To take into account long-term effects from destroyed fishery habitat, a Beverton-Holt age structure model is integrated into the bioeconomic model. The illustrative results reveal that the efficient sand extraction plan is dynamically constrained by the stock size of the blue crab fishery over time. Thus, the dynamic environmental external cost is more realistic resource policy option than the classical fixed external cost for determining socially optimal extraction plans. Additionally, the economic value of bottom habitat, which supports the on- and off-site commercial blue crab fishery is estimated. The empirical results are interpreted with emphasis on guidelines for management policy for marine sand mining.
본 논문에서는 섬유강화 복합재에 대해 균질화법과 접목된 페리다이나믹 전산해석 방법론을 제시하였다. 복합재료에 대해 제시된 해석모델로 동적 취성 파괴 및 손상해석을 수행하였다. Coker 등(2001)에서 제시된 비대칭 하중 하의 섬유강화 복합재의 동적 파괴 실험결과와 비교하여 페리다이나믹 비국부 해석모델이 다양한 동적 파괴특성 및 극초음속으로 균열이 진전되는 것을 잘 모사할 수 있음을 검증하였다. 또한 대칭 하중조건에 대한 해석결과와 비교하여 비대칭 하중이 더 높은 균열전파 속도를 유발하는 것을 확인하였다. 수치해석 결과들이 실험 결과들에 부합함을 또한 확인하였다.
In this study, a flexible multi-body dynamic simulation model of a knuckle boom crane is developed to evaluate the stress of spindle and rack gears under dynamic working conditions. It is difficult to predict potential critical damage to a knuckle boom crane if only the static condition is considered during the development process. To solve this issue, a severe working scenario (high speed with heavy load) was simulated as a boundary condition for testing the integrity of the dynamic simulation model. The crane gear model is defined as a flexible body so contact analysis was performed. The functional motion of a knuckle boom crane is generated by applying forces at each end of the rack gear, which was converted from hydraulic pressure measured for the experiment. The bending and contact stress of gears are theoretically calculated to validate the simulation model. In the simulation, the maximum stress of spindle and rack gears are observed when the crane abruptly stops. Peak impact force is produced at the contact interface between pinion and rack gears due to the inertia force of the boom. However, the maximum stress (bending/contact) of spindle and rack are under the yield stress, which is safe from damage. By using the developed simulation model, the experiment process is expected to be minimized.
One of the best methods to evaluate crashworthiness of a full rake trainset is to analyse 1-dimensional dynamic model using dampers, nonlinear springs and bars, and masses. In this study, the crashworthiness of KHST has been evaluated by analysing a nonlinear dynamic model made up of springs/bars-dampers-masses. The numerical results show that the KHST can absorb more kinetic energy at lower impact forces and lower accelerations in case of heavy collisions, if compared with KTX. Also, the KHST can be protected from any damage in its car-body and electric components except the energy absorbing tube in case of light collisions, like train-to-train accidents at speed under 8 kph. On the other hand, the KTX may be more damaged in the light collisions because there is no energy absorbing tube.
Dynamic Analysis of Precast Concrete Large Panel Structures with Horizontal Joints The damage in precast large panel structures subjected to destructive earthquakes is generally localized in the joints. Particularly, the horizontal joints influence on the stability and integrity of the overall structure. In this research a dynamic analysis was carried out by the macro model that idealized the horizontal joints as inelastic-nonlinear spring systems. It is capable of simulating the behavior of precast concrete structures using the mathematical model. As a result of the dynamic parametric study for the case of 0.12g peak base accelerations, it is found that all joints behave elastically for sliding and opening and that all forces are well distributed without excessive local concentration on my horizontal joints.
This study represents results of fragility curve development for 4-span continuous bridge. 2 type bridge model is chosen frame type and 2-roller 1-hinge type. To research the response of bridge under earthquake excitation, Monte Carlo simulation is performed to study nonlinear dynamic analysis. For nonlinear time history analysis a set of 150 synthetic time histories were generated. Fragility curves in this study are represented by lognormal distribution functions with two parameters and developed as a function of PGA. Five damage states were defined to express the condition of damage based on the actual experimental damage data of bridge column. As a result of this research, the value of damage probability corresponding to each damage state were determined and frame type bridge are favorable under seismic event.
This paper introduces a frequency-domain method of structural damage identification. It is formulated in a general form to include the nonlinearity of damage magnitudes from the dynamic stiffness equation of motion for a beam structure. The appealing features of the present damage identification method are: (1) it requires only the frequency response functions measured from damaged structure as the input data, and (2) it can locate and quantify many local damages at the same time. The feasibility of the present damage identification method is tested through some numerically simulated damage identification analyses for a cantilevered beam with three piece-wise uniform damages.
This paper addresses the issue of reliability and performance in wireless sensor networks (WSN) based structural health monitoring (SHM), particularly with decentralized damage identification techniques. Two decentralized damage identification algorithms, namely, the autoregressive (AR) model based damage index and the Wiener filter method are developed for structural damage detection. The ambient and impact testing have been carried out on the steel beam structure in the laboratory. Seven wireless sensors are installed evenly along the steel beam and seven wired sensor are also installed on the beam to monitor the dynamic responses as comparison. The results showed that wireless measurements performed very much similar to wired measurements in detecting and localizing damages in the steel beam. Therefore, apart from the usual advantages of cost effectiveness, manageability, modularity etc., wireless sensors can be considered a possible substitute for wired sensors in SHM systems.
This study implements a hybrid Genetic Algorithm to detect, locate, and quantify structural damage for multistory shear buildings using partial modal data. Measuring modal responses at multiple locations on a structure is both challenging and expensive in practice. The proposed method's objective function is based on the building's dynamic properties and can also be employed with partial modal information. This method includes initial residuals between the numerical and experimental model and a damage penalization term to avoid false damages. To test the proposed method, a numerical example of a ten-story shear building with noisy and partial modal information was explored. The obtained results were in agreement with the previously published research. The proposed method's performance was also verified using experimental modal data of an 8-DOF spring-mass system and a five-story shear building. The predicted results for numerical and experimental examples indicated that the proposed method is reliable in identifying the damage for multistory shear buildings.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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