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Comparison of machine learning algorithms to evaluate strength of concrete with marble powder

  • Sharma, Nitisha;Upadhya, Ankita;Thakur, Mohindra S.;Sihag, Parveen
    • Advances in materials Research
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    • 제11권1호
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    • pp.75-90
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    • 2022
  • In this paper, functionality of soft computing algorithms such as Group method of data handling (GMDH), Random forest (RF), Random tree (RT), Linear regression (LR), M5P, and artificial neural network (ANN) have been looked out to predict the compressive strength of concrete mixed with marble powder. Assessment of result suggests that, the overall performance of ANN based model gives preferable results over the different applied algorithms for the estimate of compressive strength of concrete. The results of coefficient of correlation were maximum in ANN model (0.9139) accompanied through RT with coefficient of correlation (CC) value 0.8241 and minimum root mean square error (RMSE) value of ANN (4.5611) followed by RT with RMSE (5.4246). Similarly, other evaluating parameters like, Willmott's index and Nash-sutcliffe coefficient value of ANN was 0.9458 and 0.7502 followed by RT model (0.8763 and 0.6628). The end result showed that, for both subsets i.e., training and testing subset, ANN has the potential to estimate the compressive strength of concrete. Also, the results of sensitivity suggest that the water-cement ratio has a massive impact in estimating the compressive strength of concrete with marble powder with ANN based model in evaluation with the different parameters for this data set.

폴리올의 구조와 NCO Index에 따른 폴리우레탄 접착제의 상온과 초저온에서의 물성 변화 (Effect of Polyester Polyol and NCO Index to the Physical Properties of Polyurethane Adhesives in Cryogenic and Room Temperature)

  • 김상범;조일성;강성구
    • 한국가스학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.38-42
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    • 2008
  • 본 연구에서는 폴리에스테르 폴리올의 구조와 이소시아네이트 인덱스의 변화에 따라 초저온($-190^{\circ}C$)과 상온($25^{\circ}C$)에서 폴리우레탄 접착제의 접착강도변화를 고찰하였다. 전단강도는 폴리우레탄 접착제를 plywood에 접착하여 측정하였으며, 접착제의 화학적, 기계적 물성 변화를 UTM, DSC, FT-IR로 비교 분석 하였다. 지방족 폴리에스테르 폴리올을 사용하여 합성한 폴리우레탄은 초저온에서의 전단강도가 상온에서의 전단강도보다 증가하였으나 방향족 폴리에스테르 폴리올을 사용하여 합성한 폴리우레탄의 경우는 초저온에서의 전단강도가 상온에서보다 작아지는 경향을 나타내었다. 또한 접착강도는 사용된 MDI의 양에 비례하여 증가하였으며, 지방족계 폴리올은 초저온에서 그리고 방향족계 폴리올은 상온에서 높은 접착 강도를 보임을 알 수 있었다.

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모터스포츠와 기술 융합 연구 : CFRP 버킷 시트 설계를 위한 구조강도 해석 (Convergence Study of Motorsports and Technology : Strength Analysis for the Design of CFRP Bucket Seat)

  • 장운근
    • 한국융합학회논문지
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    • 제10권5호
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    • pp.165-171
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    • 2019
  • 오늘날 공학과 기술은 스포츠 분야에 많은 영향을 미치고 있다. 스포츠의 속성인 경쟁은 스포츠선수 뿐만이 아니라 스포츠용품에 있어서도 보다 높은 성능을 요구하게 된다. 특히 모터스포츠분야는 성능과 안전이라는 측면에서 오래전부터 스포츠와 기술의 융합이 자연스럽게 이루어지고 있다. 본 연구에서는 모터스포츠와 일반 자동차튜닝 시장을 겨냥한 카본 버킷 시트(Bucket seat)의 개발을 위하여 유한요소해석을 통해 구조강도 평가를 시행하였다. FIA($F\acute{e}d\acute{e}ration$ Internationale de l'Automobile)의 규정을 기본 설계와 강도평가에 적용하였으며, 복합소재의 특성을 고려한 유한요소 모델링과 CFRP 라미네이트(Carbon Fiber Reinforced Plastic Laminate)의 적층각도와 적층수에 따른 시트의 강도를 Tsai-Wu Failure index를 구하여 평가하였다. 해석 결과 3mm의 폼코어를 적용한 $[0^{\circ}/30^{\circ}/60^{\circ}/90^{\circ}/-30^{\circ}/-60^{\circ}]_4$인 적층이 다른 실험조합에 비하여 무게와 강도 면에서 만족할 만한 성능을 나타내고 있어 최적 적층으로 선정하였다.

고강도 철근콘크리트 고층형 내력벽의 비탄성 거동에 관한 실험 연구 (The Inelastic Behavior of High Strength Reinforced Concrete Tall Walls)

  • 윤현도;정학영;최창식;이리형
    • 콘크리트학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.139-148
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    • 1995
  • 본 연구에서는 콘크리트 압축강도($f_x$)$704kg/cm^2$, 철근 항복강도 ($f_y$) $5,830kg/cm^2$인 고강도 철근 콘크리트 고층형 내력벽에 있어서 휨항복 후 축응력에 따른 비탄성 이력특성을 규명하기 위하여 60층 철근콘크리트 초고층 건축물의 최저층부 3개층을 1/4크기로 축소 모델링한 3층 1스팬의 바벨형(barbell shape)독립 내력벽 실험체 3개를 제작하여 실험을 실시하였다. 본 실험의 주요변수는 내력벽 경계부재(boundary element)에 작용된 축응력으로 본 실험 연구결과에 대한 분석으로부터 얻은 결론은 다음과 같다. 형상비 1.8인 고강도 철근콘크리트 고층형 내력벽은 경계부재에 작용된 축응력이 본 연구범위인 0.21$f_x$의 높은 축응력하에서도 수직철근의 휨항복이 선행되면서 연성적인 거동을 보였으며, 각 실험체별로 작용된 축응력에 따라 상이한 파괴양상 및 이력특성을 나타냈다. 각 실험체는 연성비(${\delta}/{\delta}_y$)13에서 15사이에 휨압축부 경계부재 및 벽체 콘크리트의 압괴와 주근 파단 등에 의해서 최종 파괴되었다. 그러나, 모든 실험체는 실험종료시까지 축력이 충분히 지지되는 휨항복형의 안정된 비탄성 이력거동을 보였다. 경계부재에 작용된 축응력이 본 연구범위인 0.21$f_x$이내인 경우, 축응력은 내력벽의 횡하중 지지능력, 초기 할선강성 및 에너지 소산능력 등을 증대시키는 것으로 나타났다. 또한, 고강도 철근콘크리트 고층형 내력벽의 휭항복 후 경계부재에 작용된 축응력에 따른 내진성능을 평가하기 위하여 연성, 에너지, 일 및 강성 등의 개념을 도입한 손상지표(damage index) 로써 각 실험체의 내진성능을 평가한 결과, 경계부재에 작용된 측응력이 본 연구범위인 0.21$f_x$이내에서 축응력이 증가됨에 따라 고강도 철근콘크리트 고층형 내력벽의 내진성능은 다소 저하되는 것으로 나타났다.

골판지 고지의 물리화학적 처리에 의한 강도향상 (제3보 - 수초지의 물리적특성변화) (Strength property improvement of OCC-based paper by chemical and mechanical treatments (3 - handsheet physical properties))

  • 이종훈;서영범;전양;이학래;신종호
    • 한국펄프종이공학회:학술대회논문집
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    • 한국펄프종이공학회 2000년도 춘계학술발표논문집
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    • pp.70-70
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    • 2000
  • This study is a continuation of the previous experimental analysis and is mostly focused on handsheet strength properties. Four completely different fibers, which were Hw-BKP, Sw-BKP, white ledger, and OCC, were selected to investigate the effect of mechanical pre-treatment by Hobart mixer on handsheet strength properties. After equal time mechanical pre-treatment, the fibers were refined with laboratory valley beater for 10, 20 and 30 minutes, and handsheets were prepared from the fibers for physical strength comparison. Handsheets from SW-BKP and OCC showed 5-30% increase of breaking length, burst index, tear index, and compression index while handsheets from HW-BKP and white ledger no Increase except tear index. In Hobart mixer pre-treatment, HW-BKP and white ledger fibers were easily attached to the wall of the mixer bowl and mechanical action was not effectively applied. The fiber length of Hw-BKP and white ledger were 0.837mm and 1.591 mm, respectively, while SW-BKP and OCC were 2.744 mn and 2.033 mm, respectively, in weight weighted length. The effective mechanical pre-treatment seems to be related to the fiber length. Tear indexes of the pre-treated furnish were much higher than no pre-treatment at the same breaking length level.

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일부 사형의 체격 및 체력에 관한 연구 (A Study on the Physique and Bodily Strength of the Enlisted Men of Marine Corps in Korea)

  • 신영수
    • Journal of Preventive Medicine and Public Health
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    • 제6권1호
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    • pp.87-99
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    • 1973
  • The purpose of this project is offering fundamental and proper informations for the better health control and personnel management of the enlisted men of Marine corps in Korea. Survey has been done under 1,001 marine enlisted men for the purpose of understanding their condition of physique, vital capacity, and bodily strength. 1. Under the subject of physique, 7 items, body weight, chest-girth, relative body weight, relative chest-girth, Vervaeck index, and Roehrer index are listed, and under the subject of vital capacity, BTPS vital capacity and percent predicted vital capacity are listed, and under the subject of bodily strength, 7 items, grasping power, chinning-up, throwing a hanp-grenade, forward jumping, sitting-up, 100 meter sprinting, are listed. The total items are 16 and mean score of each one is as follow. 1)Physique : a. Height : $$168{\pm}0.15cm$$ b. Body weight : $$62.7{\pm}0.17kg$$ c. Chest-girth : $$91.4{\pm}0.16cm$$ d. Relative body weight : $$37.2{\pm}0.09$$ e. Relative chest-girth : $$54.3{\pm}0.10$$ f. Vervaeck index : $$91.6{\pm}0.15$$ g. Roehrer index : $$1.31{\pm}0.003$$ 2) Vital capacity : a. BTPS vital capacity : $$4470{\pm}20cc$$ b. % Predicted vital capacity : $$150{\pm}5.1%$$ 3) Bodily strength : a. Grasping power : $$41.4{\pm}0.26kg$$ b. Chinning-up : $$5.7{\pm}0.10$$ c. Throwing a hand-grenade : $$39.7{\pm}0.20m$$ d. Forward jumping : $$214{\pm}0.58cm$$ e. Sitting-up : $$19.1{\pm}0.25$$ f. Pushing-up : $$22.1{\pm}0.18$$ g. 100 meter sprinting : $$16.1{\pm}0.04sec$$. 2. Comparative analysis has been done about the conditional classes of marine enlisted men with the results of above mentioned 16 items. 7 classes according to the branches, 3 according to the ranks, 9 according to tile length of service are adopted respectively.

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Efficient repair of damaged FRP-reinforced geopolymeric columns using carbon fiber reinforced polymers

  • Mohamed Hechmi El Ouni;Ali Raza;Khawar Ali
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제87권6호
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    • pp.585-599
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    • 2023
  • Geopolymer concrete (GC) can be competently utilized as a practical replacement for cement to prevent a high carbon footprint and to give a direction toward sustainable concrete construction. Moreover, previous studies mostly focused on the axial response of glass fiber reinforced polymer (glass-FRP) concrete compressive elements without determining the effectiveness of repairing them after their partial damage. The goal of this study is to assess the structural effectiveness of partially damaged GC columns that have been restored using carbon fiber reinforced polymer (carbon-FRP). Bars made of glass-FRP and helix made of glass-FRP are used to reinforce these columns. For comparative study, six of the twelve circular specimens-each measuring 300 mm×1200 mm-are reinforced with steel bars, while the other four are axially strengthened using glass-FRP bars (referred to as GSG columns). The broken columns are repaired and strengthened using carbon-FRP sheets after the specimens have been subjected to concentric and eccentric compression until a 30% loss in axial strength is attained in the post-peak phase. The study investigates the effects of various variables on important response metrics like axial strength, axial deflection, load-deflection response, stiffness index, strength index, ductility index, and damage response. These variables include concentric and eccentric compression, helix pitch, steel bars, carbon-FRP wrapping, and glass-FRP bars. Both before and after the quick repair process, these metrics are evaluated. The results of the investigation show that the axial strengths of the reconstructed SSG and GSG columns are, respectively, 15.3% and 20.9% higher than those of their original counterparts. In addition, compared to their SSG counterparts, the repaired GSG samples exhibit an improvement in average ductility indices of 2.92% and a drop in average stiffness indices of 3.2%.

Soft computing based mathematical models for improved prediction of rock brittleness index

  • Abiodun I. Lawal;Minju Kim;Sangki Kwon
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제33권3호
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    • pp.279-289
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    • 2023
  • Brittleness index (BI) is an important property of rocks because it is a good index to predict rockburst. Due to its importance, several empirical and soft computing (SC) models have been proposed in the literature based on the punch penetration test (PPT) results. These models are very important as there is no clear-cut experimental means for measuring BI asides the PPT which is very costly and time consuming to perform. This study used a novel Multivariate Adaptive regression spline (MARS), M5P, and white-box ANN to predict the BI of rocks using the available data in the literature for an improved BI prediction. The rock density, uniaxial compressive strength (σc) and tensile strength (σt) were used as the input parameters into the models while the BI was the targeted output. The models were implemented in the MATLAB software. The results of the proposed models were compared with those from existing multilinear regression, linear and nonlinear particle swarm optimization (PSO) and genetic algorithm (GA) based models using similar datasets. The coefficient of determination (R2), adjusted R2 (Adj R2), root-mean squared error (RMSE) and mean absolute percentage error (MAPE) were the indices used for the comparison. The outcomes of the comparison revealed that the proposed ANN and MARS models performed better than the other models with R2 and Adj R2 values above 0.9 and least error values while the M5P gave similar performance to those of the existing models. Weight partitioning method was also used to examine the percentage contribution of model predictors to the predicted BI and tensile strength was found to have the highest influence on the predicted BI.

건설기계작업 사망사고 예방을 위한 위험관리 (Risk Management for Preventing Workers' Deaths in Construction Machinery Work)

  • 양승수;백신원
    • 한국안전학회지
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    • 제35권3호
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    • pp.16-23
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    • 2020
  • The use of construction machinery has been increasing every year due to the large scale, high-rise and lack of workers in construction work. On the other hand, deaths are on the rise every year due to inadequate risk management for construction machinery work. In addition, the number of deaths caused by the lack of signals or insufficient signals during construction machinery work is increasing rapidly, and it is deemed necessary to analyze the actual conditions and take countermeasures. Therefore this study has developed the Strength Risk Index (SRI) based on the Frequency Risk Index (FRI) and the 5W1H by analyzing in-depth deaths caused by construction machinery over the past five years. The risk index (RI) was assessed using the frequency and strength risk index derived to determine whether it is acceptable (acceptable risk < 0.25 ≦ unacceptable risk) and the risk assessment method for reducing risk was proposed by applying 3E (Engineering, Education, Enforcement) measures for each level of risk for unacceptable risk. It also proposed measures to improve the system, such as requirements for signal numbers, mandatory placement standards, and mandatory installation of side and rear monitoring cameras, as measures for accidents caused by failure to deploy signals or insufficient signals, which account for the highest proportion of deaths among construction machinery operators and workers.

토착한지의 특성 - 외발 초지법 분류를 중심으로 - (Properties of Indigenous Korean Paper(Hanji) - Classification of Oebal(single frame)Papermaking Methods -)

  • 전철;김성주;진영문
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제27권1호
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    • pp.88-104
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    • 1999
  • 본 시험은 외발 뜨기 한지와 쌍발 뜨기 한지를 구분하고 각각의 물성 차이 중 특히 4가지 강도에 대해 상대적 우위와 가로 세로 강도의 차이를 파악했다. 그 결과, 섬유 배향성을 특별히 고려하지 않은 외발 뜨기는 쌍발 뜨기와 비교해 가로, 세로 강도 차이가 다소 적다는 것 외에 특별히 뛰어난 점이 없다는 것을 알 수 있었다. 외발 뜨기 한지가 질기다고 느껴지는 것은 좋은 원료와 토착식 제법으로 여러 장(2~8장) 겹쳐서 절대적인 강도를 향상시켰기 때문이며 상대적인 강도인 지수비교에서는 큰 차이가 없었다. 또한 부가적으로 도침의 효과를 파악할 수 있었다. 도침은 내절도를 두드러지게 향상시켰으며 인열지수(인열강도)를 뺀 열단장과 파열지수(파열강도)를 높이는 역학을 했다. 특히 열단장(인장강도)의 향상을 가져왔다. 그리고 토착식 제법의 외발 뜨기는 여러 겹을 겹칠수록 인열지수가 증가(다른 강도에 비교해 상대적인 증가임)하는 경향을 보였다. 그러므로 도침과 토착식 한지는 서로 부족한 강도를 훌륭히 보완하는 역할을 했음을 알 수 있었다. 따라서 섬유 배향성을 고려하여 초지하고 도침을 실시해야 외발 뜨기 고유의 강도적 특징을 살릴 수가 있음을 알 수 있었다. 그리고 오늘날에 토착 외발 뜨기 방식으로 제조된 전통 한지들은 전체적인 강도면에서 토착 한지류와 비슷했으며 2겹지의 경우엔 가로 세로 강도차이도 토착한지 수준이었다. 그러나 강도들간의 우열 특성에서는 인열강도가 특히 낮았던 쌍발 뜨기 한지와 전체적으로 고른 강도를 보인 토착 외발 뜨기 한지의 중간에 위치하여 개선의 여지를 찾을 수 있었다.

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