Since structural systems may fail in any one of several failure modes, computation of system reliability is always difficult. A method using numerical quadrature for computing structural system reliability with either one or more than one failure mode is presented in this paper. Statistically correlated safety margin equations are transformed into a group of uncorrelated variables and the joint density function of these uncorrelated variables can be generated by using the Maximum Entropy Method. Structural system reliability is then obtained by integrating the joint density function with the transformed safety domain enclosed within a set of linear equations. The Gaussian numerical integration method is introduced in order to improve computational accuracy. This method can be used to evaluate structural system reliability for Gaussian or non-Gaussian variables with either linear or nonlinear safety boundaries. It is also valid for implicit safety margins such as computer programs. Both the theory and the examples show that this method is simple in concept and easy to implement.
Journal of the Korean Society for Precision Engineering
/
v.13
no.2
/
pp.94-101
/
1996
The equations of motion for a basic industrial robotic system which has a rigid or a flexible arm are derived by Lagrange's equation, respectively. Especially, for the deflection of the flexible arm, the assumed mode method is employed. These equations are highly nonlinear equations with nonlinear coupling between the variables of motion. In order to design the control law for the rigid-arm robot, Hunt-Su's nonlinear transformation method and Marino's feedback equivalence condition are used with linear quadratic regulator(LQR) theory. The control law for the rigid-arm robot is employed to input the desired path and to provide the required nonlinear transformations for the flexible-arm robot to follow. By using the implicit Euler method to solve the nonlinear equations, the comparison of the motions between the flexible and the rigid robots and the effect of flexibility are examined.
We present finite element equations in the Laplace-domain for linear viscoelastic and viscoelstically damped structures governed by a constitutive equation involving factional order derivative opeartors. These equations yield a nonstandard eigenproblem consisted of frequency dependent stiffness matrix. To solve this nonstandard eigenproblem we suggest an eigenvalue iteration procedure in the Laplace-domain. Improved Zenor and GHM material function type constitutive equations in the Laplace-domain are also available for this procedure. From above equations, complex eigenvalues and complex eigenvectors are obtained. Using obtained eigenvalues and eigenvectors, time domain analysis is performed by means of mode superposition. Finally, finite element solutions of viscoelastic and viscoeleastically damped sandwich beam are presented as an example.
In the present paper an analytical model was developed to study the non-linear vibrations of Functionally Graded Carbon Nanotube (FG-CNT) reinforced doubly-curved shallow shells using the Multiple Scales Method (MSM). The nonlinear partial differential equations of motion are based on the FGM shallow shell hypothesis, the non-linear geometric Von-Karman relationships, and the Galerkin method to reduce the partial differential equations associated with simply supported boundary conditions. The novelty of the present model is the simultaneous prediction of the natural frequencies and their mode shapes versus different curvatures (cylindrical, spherical, conical, and plate) and the different types of FG-CNTs. In addition to combining the vibration analysis with optimization algorithms based on the genetic algorithm, a design optimization methode was developed to maximize the natural frequencies. By considering the expression of the non-dimensional frequency as an objective optimization function, a genetic algorithm program was developed by valuing the mechanical properties, the geometric properties and the FG-CNT configuration of shallow double curvature shells. The results obtained show that the curvature, the volume fraction and the types of NTC distribution have considerable effects on the variation of the Dimensionless Fundamental Linear Frequency (DFLF). The frequency response of the shallow shells of the FG-CNTRC showed two types of nonlinear hardening and softening which are strongly influenced by the change in the fundamental vibration mode. In GA optimization, the mechanical properties and geometric properties in the transverse direction, the volume fraction, and types of distribution of CNTs have a considerable effect on the fundamental frequencies of shallow double-curvature shells. Where the difference between optimized and not optimized DFLF can reach 13.26%.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
/
v.27
no.6
/
pp.1014-1019
/
2003
A dynamic modeling method for beams undergoing overall rigid body motion is presented in this paper. Two special deformation variables are introduced to represent the stretching and the curvature and are approximated by the assumed mode method. Geometric constraint equations that relate the two special deformation variables and the cartesian deformation variables are incorporated into the modeling method. By using the special deformation variables, all natural as well as geometric boundary conditions can be satisfied. It is shown that the geometric nonlinear effects of stretching and curvature play important roles to accurately predict the dynamic response when overall rigid body motion is involved.
Weak form integral equations are developed to investigate the flapwise bending vibration of the rotating beams. Rayleigh and Eringen nonlocal elasticity theories are used to investigate the rotatory inertia and Size-dependency effects on the flapwise bending vibration of the rotating cantilever beams, respectively. Through repetitive integrations, the governing partial differential equations are converted into weak form integral equations. The novelty of the presented approach is the approximation of the mode shape function by a power series which converts the equations into solvable one. Substitution of the power series into weak form integral equations results in a system of linear algebraic equations. The natural frequencies are determined by calculation of the non-trivial solution for resulting system of equations. Accuracy of the proposed method is verified through several numerical examples, in which the influence of the geometry properties, rotatory inertia, rotational speed, taper ratio and size-dependency are investigated on the natural frequencies of the rotating beam. Application of the weak form integral equations has made the solution simpler and shorter in the mathematical process. Presented relations can be used to obtain a close-form solution for quick calculation of the first five natural frequencies of the beams with flapwise vibration and non-local effects. The analysis results are compared with those obtained from other available published references.
A formulation to perform static equilibrium and linear vibration analysis is presented in this paper. The formulation employs minimum number of equations of motion which are derived by using a partial velocity matrix. The static equilibrium analysis is performed first, then the linear vibration analysis is performed at the static equilibrium position. By using the formulation presented in this paper, static equilibrium and linear vibration analysis of a high speed electric train system are performed. A single bogie system, a power car vehicle, and a train system which consists of five vehicles are analyzed, respectively. Natural frequencies and a few lowest mode shapes of the two are identified in this paper.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
/
v.27
no.1
/
pp.66-76
/
2003
The arbitrary V-notched crack problem is considered. The general expressions for the stress components on this problem are obtained as explicit series forms composed of independent unknown coefficients which are denoted by coefficients of eigenvector. For this results eigenvalue equation is performed first through introducing complex stress functions and applying the traction free boundary conditions. Next solving this equation, eigenvalues and corresponding eigenvectors are obtained respectively, and finally inserting these results into stress components, the general equations are obtained. These results are also shown to be applicable to the symmetric V-notched crack or straight crack. It can be shown that this solutions are composed of the linear combination of Mode I and Mode II solutions which are obtained from different characteristic equations, respectively. Through performing asymptotic analysis for stresses, the stress intensity factor is given as a closed form equipped with the unknown coefficients of eigenvector. In order to calculate the unknown coefficients. based on these general explicit equations, numerical programming using the overdetermined boundary collocation method which is algorithmed originally by Carpenter is also worked out. As this programming requires the input data, the commercial FE analysis for stresses is performed. From this study, for some V-notched problems, unknown coefficients can be calculated numerically and also fracture parameters are determined.
In this paper, a new and simplified method is presented in which the natural frequencies of the uniform and non-uniform beams are calculated through simple mathematical relationships. The various vibration problems such as: Rayleigh beam under variable axial force, axial vibration of a bar with and without end discrete spring, torsional vibration of a bar with an attached mass moment of inertia, flexural vibration of the beam with laterally distributed elastic springs and also flexural vibration of the beam with effects of viscose damping are investigated. The governing differential equations are first obtained and then; according to a harmonic vibration, are converted into single variable equations in terms of location. Through repetitive integrations, the governing equations are converted into weak form integral equations. The mode shape functions of the vibration are approximated using a power series. Substitution of the power series into the integral equations results in a system of linear algebraic equations. The natural frequencies are determined by calculation of a non-trivial solution for system of equations. The efficiency and convergence rate of the current approach are investigated through comparison of the numerical results obtained with those obtained from other published references and results of available finite element software.
A vibration-based nondestructive damage evaluation technique for a curved thin beam is introduced. The proposed method is capable of detecting, locating, and sizing structural damage simultaneously by using a few of the lower natural frequencies and their corresponding mode shapes before and after a small damage event. The proposed approach utilizes modal flexibilities reconstructed from measured modal parameters. A rigorous system of equations governing damage and curvature of modal flexibility is derived in the context of elasticity. To solve the resulting system of governing equations, an efficient pseudo-inverse technique is introduced. The direct inspection of the resulting solutions provides the location and severity of damage in a curved thin beam. This study confirms that there is a strong linear relationship between the curvature of modal flexibility and flexural damage in the selected class of structures. Several numerical case studies are provided to justify the performance of the proposed approach. The proposed method introduces a way to avoid the singularity and mode selection problems from earlier attempts.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.