قابلیت اطمینان سازه لرزه ای پیشرفته در ساختمان های بتنی مسلح با استفاده از مهاربندهای کمانش ناپذیر

Enhanced Seismic Structural Reliability on Reinforced Concrete Buildings by Using Buckling Restrained Braces

۱. مقدمه

2. مهاربندهای مقاوم در برابر کمانش

3. روش شناسی

۳. ۱ طراحی لرزه‌ای مدل‌های بتن مسلح RC با استفاده از NSGA – II.

۳.۲ حرکات زمین به صورت زلزله.

۳.۳ ارزیابی قابلیت اطمینان سازه ای.

۴. مقایسه عملکرد لرزه‌ای سازه‌های بتن مسلح و بتن مسلح – مهاربندهای کمانش ناپذیر: نتایج عددی

۴. ۱ تحلیل دینامیکی افزایشی.

4.2 شکنندگی سازه ای

۴.۳ قابلیت اطمینان سازه ای

۵. نتیجه‌گیری

منابع

کنترل ارتعاشات و خرابی ساختمان‌های بتن مسلح (‏RC)‏در برابر زلزله کاری دشوار است. این امر نیاز به استفاده از دستگاه‌های نوآورانه برای افزایش رفتار لرزه‌ای ساختمان‌های بتنی دارد. در این مقاله، ما ساختمان‌های بتن‌آرمه با مهاربندهای کمانش ناپذیر (‏مهاربندهای کمانش تاب)‏را برای رسیدن به این هدف طراحی می‌کنیم. برای این منظور، سه سازه قاب بتن مسلح سنتی با سطوح طبقات ۳، ۶ و ۹ با استفاده از روش شناخته‌شده الگوریتم ژنتیک مرتب‌سازی نامغلوب (‏NSGA – II)‏به منظور کاهش هزینه و به حداکثر رساندن عملکرد لرزه‌ای طراحی شده‌اند. در این مقاله، سازه‌های بتن مسلح معادل با مهاربندهای کمانش ناپذیر طراحی شده‌اند. هر دو سیستم سازه‌ای در معرض چندین تحریک زمین باریک ثبت‌شده در مکان‌های خاک نرم مکزیکوسیتی که در سطوح مختلف شدت از نظر شتاب طیفی در حالت اول ارتعاش سازه (‏S [‏ ۱ ]‏)‏مقیاس گذاری شده‌اند، قرار دارند. تحلیل دینامیکی فزاینده، شکنندگی لرزه‌ای و قابلیت اطمینان سازه‌ای بر حسب بیشینه دریفت بین طبقه‌ای برای تمامی ساختمان‌ها محاسبه شده‌است. برای سه سازه انتخاب‌شده و مدل‌های معادل با مهاربندهای کمانش ناپذیر، نتیجه گرفته می‌شود که نرخ افزایش سالانه هنگامی که مهاربندهای کمانش ناپذیر در نظر گرفته می‌شوند، به طور قابل‌توجهی کاهش می‌یابد.

۱. مقدمه

در چند سال گذشته، تعداد زیادی از ساختمان‌ها به خاطر زلزله‌های متوسط و بزرگ آسیب‌دیده اند.امروزه سیستم‌های سازه‌ای به منظور کاهش آسیب لرزه‌ای تکامل‌یافته اند. امروزه، یکی از پر استفاده ترین سیستم‌های سازه‌ای، قاب‌های بتن مسلح شناخته شده‌است. ساختمان‌های بتن مسلح اغلب مورد استفاده قرار می‌گیرند. با این حال، مهم‌ترین عیب آن‌ها مشکل بودن تعمیرات ان پس از وقوع زلزله است. علاوه بر این، سازه‌های بتن‌آرمه واقع در مناطق لرزه‌ای معمولا در معرض جابجایی بین طبقه‌ای پیک بزرگ تولید شده توسط بارهای جانبی قرار می‌گیرند.

۵. نتیجه‌گیری

در این مقاله عملکرد لرزه‌ای سه ساختمان بتنی مسلح سنتی و سازه‌های معادل با مهاربندهای کمانش ناپذیر با استفاده از تحلیل دینامیکی افزایشی، شکنندگی لرزه‌ای و قابلیت اعتماد سازه‌ای مورد ارزیابی قرار گرفته‌است. برای این منظور، حداکثر دریفت بین طبقه‌ای به عنوان پارامتر تقاضای مهندسی انتخاب شده‌است. در این تحقیق، با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی (‏ahp)‏و با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی (‏ahp)‏و با در نظر گرفتن عوامل موثر بر رفتار لرزه‌ای ساختمان‌ها، تاثیر هر یک از این عوامل بر رفتار لرزه‌ای آن‌ها مورد بررسی قرار گرفته‌است. علاوه بر این، عدم قطعیت در پیش‌بینی پاسخ سازه نیز زمانی که مهاربندهای کمانش ناپذیر در ساختمان‌های بتن مسلح استفاده می‌شوند، کاهش می‌یابد. 

The control of vibrations and damage in traditional reinforced concrete (RC) buildings under earthquakes is a difficult task. It requires the use of innovative devices to enhance the seismic behavior of concrete buildings. In this paper, we design RC buildings with buckling restrained braces (BRBs) to achieve this objective. For this aim, three traditional RC framed structures with 3, 6, and 9 story levels are designed by using the well-known technique nondominated sorting genetic algorithm (NSGA-II) in order to reduce the cost and maximize the seismic performance. .en, equivalent RC buildings are designed but including buckling restrained braces. Both structural systems are subjected to several narrow-band ground motions recorded at soft soil sites of Mexico City scaled at different levels of intensities in terms of the spectral acceleration at first mode of vibration of the structure Sa(T1). .en, incremental dynamic analysis, seismic fragility, and structural reliability in terms of the maximum interstory drift are computed for all the buildings. For the three selected structures and the equivalent models with BRBs, it is concluded that the annual rate of exceedance is considerably reduced when BRBs are incorporated. For this reason, the structural reliability of the RC buildings with BRBs has a better behavior in comparison with the traditional reinforced concrete buildings. .e use of BRBs is a good option to improve strength and seismic behavior and hence the structural reliability of RC buildings subjected to strong earthquake ground motions.

1. Introduction

In the past few years, an extensive amount of buildings has suffered damage due to medium and large earthquakes. Structural systems have evolved in order to reduce seismic damage. Nowadays, one of the most used structural systems is that based on reinforced concrete frames. Reinforced concrete buildings have been frequently used; nevertheless, the main disadvantage of them is the difficulty to be repaired after the occurrence of an earthquake. Furthermore, RC structures located on seismic zones usually are subjected to large peak interstory drift displacements produced by the lateral loads.

5. Conclusions

The seismic performance of three traditional reinforced concrete buildings and equivalent structures with BRBs is assessed through incremental dynamic analysis, seismic fragility, and structural reliability. For this aim, the maximum interstory drift was selected as engineering demand parameter. .e buildings were subjected to several narrowband motions recorded at soft soil of Mexico City. .e results indicate that the maximum interstory drift demand is smaller in the case of the RC-BRB buildings in comparison with the reinforced concrete structures. Moreover, the uncertainty in the structural response prediction also tends to decrease when the BRBs are used in the RC buildings.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

قابلیت اطمینان سازه لرزه ای پیشرفته در ساختمان های بتنی مسلح با استفاده از مهاربندهای کمانش ناپذیر

Enhanced Seismic Structural Reliability on Reinforced Concrete Buildings by Using Buckling Restrained Braces

قابلیت اطمینان جداسازی نیمه فعال در لرزه های نزدیک به گسل

Reliability of semi-active seismic isolation under near-fault earthquakes

چکیده

مقدمه

1- مدل ساختمان

3- مدل ضربه ترکیبی زلزله

4- کاربرد شبیه سازی مونت کارلو

5- متغیرهای تصادفی و توابع توزیع احتمالی

6- نتایج

6-1 نمودارهای تایع توزیع متراکم

6-2 احتمالات گسل

6-3 تست ( آزمون ها) عملکرد

7- نتیجه گیری ها

چکیده

کنترل ساختمان می تواند برای محافظت از ساختمان و محتوای آسیب پذیر در برابر زلزله مورد استفاده قرار بگیرد.جداساز لرزه ای یک سیستم کنترل غیرفعال است که نیروهای موثر لرزه ای را با استفاده از تکیه گاه های انعطاف پذیر کاهش می دهد.به هر حال ،استهلاک ارتعاش تکمیلی در سیستم جداساز می تواند برای کاهش جابه جایی های بزرگ در زلزله های نزدیک گسل ضروری باشد. میراگر های نیمه فعال نسبت به میراگرهای غیرفعال در اولویت هستند که دلیل آن قابلیت آنها برای حداقل رساندن شدت های احتمالی زمین لرزه ها در طبقات در نتیجه افزایش میرایی می باشد..میراگرهای نیمه فعال نیز به دلیل ثبات بالاتر و مصرف کمتر انرژی در مقایسه با نوع فعال در اولویت هستند .به عبارت دیگر ، عملکرد لرزه ای جداساز نیمه فعال لرزه ای می تواند تحت تاثیر اختلاف در ویژگی های مکانیکی ابزار نیمه فعال و جداگرهای لرزه ای قراربگیرند.این تردیدات همراه با تردیدات مربوط به پارامترهای حرکت زمین باید در ارائه تصویر رفتار لرزه ای ساختمان های مجهز به ابزار کنترل نیمه فعال در نظر گرفته شوند.هدف این تحقیق ، بررسی کارایی جداساز نیمه فعال در محافظت از تجهیزات آسیب پذیر در برابر ارتعاش و ترکیب ساختمان با درنظر گرفتن تردیدات بیان شده و ارائه قابلیت اطمینان جداساز لرزه ای نیمه فعال در زلزله های نزدیک گسل می باشد.به این منظور ، این تحقیق روشی را معرفی می کند که از زلزله های ترکیبی نزدیک گسل و شبیه سازی های مونت کارلو استفاده می کند.این روش برای تعیین قابلیت اطمینان یک ساختمان 3 طبقه و یک ساختمان 9 طبقه مجهز به سیستم جداساز لرزه ای نیمه فعال در زلزله های نزدیک گسل با بزرگی های مختلف و فاصله مختلف از گسل استفاده می شود. نتایج تحقیق به شکل نمودارهای قیاسی احتمال گسل و قابلیت اطمینان ارائه می شوند.

7- نتیجه گیری ها

سیستم های جداساز نیمه فعال باعث کاهش جابه جایی ها درسیستم جداساز بزرگ می شوند که این مورد ممکن است در زلزه های نزدیک گسل اتفاق بیفتد و افزایش قابل توجهی در شتاب طبقات مشاهده نشود . این موضوع زمانی می تواند نگران کننده باشد که میراگرهای غیرفعال برای ایجاد میرایی مکمل استفاده شوند.به علاوه ، این سیستم ها نیازمند انرژی بسیار زیاد هستندو باعث بی ثباتی می شوند و این مسائل در صورت استفاده از سیستم فعال می تواند نگران کننده باشد.در این تحقیق،کارایی و موثر بودن جداساز نیمه فعال درحفظ تجهیزات آسیب پذیر در برابر لرزه و ترکیب ساختاری با درنظر گرفتن اختلاف بالقوه در ویژگی های مکانیکی ابزار کنترل نیمه فعال / یا جداسازهای ارزه ای و همچنین ویژگی های پارامترهای زلزله بررسی شده اند.روشی که در آن زلزله های نزدیک گسل و شبیه سازی مونت کارلو معرفی شده است و برای تعیین قابلیت اطمینان ساختمان های نمایش داده شده 3 طبقه ( سوپرسازه مقاوم) و ساختمان 9 طبقه ( سوپر سازه انعطاف پذیر) دارای سیستم های جداساز نیمه فعال در زلزه های نزدیک گسل با بزرگی های مختلف و نزدیکترین فاصله از گسل مورد استفاده قرار می گیرد. نمودارهای مربوط به قابلیت اطمینان که نشان دهنده طیف گسترده ای از قابلیت اطمینان هستند معیارهای مختلف کاربردی را برای ساختمان های نمایش داده شده اند و نمایشگر ساختمان هایی با سیستم های جداساز نیمه فعال با ساختمان های دارای سطوح مختلف انعطاف پذیری و فاصله های مختلف از گسل و اندازه های متفاوت برای زلزله هستند و انتظار می رود که این تحقیق اطلاعات مفیدی را برای مهندسان فعال در حوزه فراهم آورد.

Abstract

Structural control can be used for protecting buildings and its vibration-sensitive contents from earthquakes. Seismic isolation is a passive control system that lowers effective earthquake forces by utilizing flexible bearings. However, supplemental damping in the isolation system may become necessary to reduce large isolator displacements under near-fault earthquakes. Semi-active dampers are preferred over passive dampers because of their capacity in minimizing possible amplifications in floor accelerations due to increased damping. Semi-active dampers are also preferred over the active ones because of their higher stability and lower power consumption. On the other hand, seismic performance of semi-active isolation may vary due to variations in the mechanical properties of semi-active devices and/or seismic isolators. Such uncertainties alongside the uncertainties associated with ground motion parameters should be taken into consideration to develop a realistic picture of the behavior of seismically isolated buildings equipped with semi-active control devices. The objective of this study is to examine the effectiveness of semi-active isolation in protecting vibration-sensitive equipment and integrity of a structure by considering the aforementioned uncertainties and present the reliability of semi-active seismic isolation under near-fault earthquakes. For this purpose, this paper introduces a method that uses synthetically generated near-fault earthquakes and Monte-Carlo Simulations. This method is used to determine the reliability of a 3-story and a 9-story benchmark buildings with semi-active isolation systems under near-fault earthquakes of various magnitudes and varying fault distances. The results are presented in the forms of comparative plots of probability of failure and reliability.

7- Conclusions

Semi-active seismic isolation systems reduce large isolation system displacements that may occur in the case of nearfault earthquakes without significantly increasing the floor accelerations that may become a concern if passive dampers are used to provide supplemental damping. Furthermore, they do not require large external power or cause instability problems, which may be a concern if active control used. In this study, the effectiveness of semi-active isolation in protecting vibration-sensitive equipment and structural integrity considering potential variations in the mechanical properties of semi-active devices and/or seismic isolators as well as those in the earthquake parameters is examined. A methodology that employs the generation of synthetic near-fault earthquakes and Monte-Carlo Simulations is introduced, which is used to determine the reliability of 3-story (rigid superstructure) and 9-story (flexible superstructure) benchmark buildings with semi-active isolation systems under near-fault earthquakes of various magnitudes and closest fault distances. Reliability plots that present a wide spectrum of reliability levels considering different practical performance criteria for the benchmark structures representing typical buildings with semi-active isolation systems of different superstructure flexibilities for varying fault distances and earthquake magnitudes are expected to provide useful information for practicing engineers.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

قابلیت اطمینان جداسازی نیمه فعال در لرزه های نزدیک به گسل

Reliability of semi-active seismic isolation under near-fault earthquakes

آستانه های هشدار بر اساس قابلیت اطمینان برای سازه های آنالیز شده با روش اجزای محدود

Reliability-based alarm thresholds for structures analysed with the finite element method

چکیده
1 مقدمه
2 هشدار (آلارم) چیست؟
3 آستانه های هشدار مبتنی بر قابلیت اطمینان
3.1 ارزیابی احتمال شکست
3.2 به روزرسانیِ احتمال شکست با اطلاعات اضافی
3.3 ایجاد آستانه های هشدار مبتنی بر احتمال شکست هدف
4 الگوریتم پیشنهادی
4.1 روش المان محدود برای مکانیک جامد
4.2 شبیه سازی زیرمجموعه
4.3 الگوریتم شبیه سازی برای ایجاد آستانه های هشدار
4.4 نظراتی در مورد این الگوریتم
5 مثال نمونه
5.1 توصیف و تشریح مورد: تغییرشکل یک تیرِ به سادگی تقویت شده
5.2 مدل تحلیلی
5.3 مدل المان محدود
5.4 ثابت های شبیه سازی
5.5 نتایج محاسبات
6 بحث
6.1 کاربرد عملی برای سازه های مهندسی عمران
6.2 اطلاعات نابرابری یا برابری؟
6.3 مفهوم احتمال شکستِ قابل قبول
7 نتیجه گیری
منابع

چکیده

معمولاً سازه های مهندسی عمران نظارت می شوند تا رفتار ساختاری آنها، با استفاده از آستانه های هشدار مورد ارزیابی قرار داده شوند تا مشخص شود برای بهبود ایمنی آنها چه زمانی اقدامات احتمالی نیاز هستند. با این حال، در مورد چگونگی ایجاد آستانه هایی که ایمنی کافی را تضمین کنند دستورالعمل هایی نیاز است. بنابراین این مقاله یک الگوریتم محاسباتی کلی را برای ایجاد آستانه های هشدار مبتنی بر قابلیت اطمینان برای سازه های مهندسی عمران پیشنهاد می دهد. این الگوریتمبر اساس شبیه سازی زیرمجموعه با شبیه سازی زنجیره ی مارکوف مونت کارلوِجزء مستقل و قابل اجرا با هر دو مدل های ساختاریِ تحلیلی و مدل های المان محدود می باشد. آستانه های هشدارِ مبتنی بر قابلیت اطمینان می توانند مستقیماً در طرح های نظارتی که در مرحله ی طراحیِ یک پروژه ی ساخت توسعه یافته اند، به خصوص برای سازه هایی با بارگذاری متوالی مثل ساخت و سازهای مرحله ای خاکریزها، مورد استفاده قرار گیرند. با آستانه های هشدار مبتنی بر قابلیت اطمینان، اقدامات احتمالی تنها زمانی اجرا خواهند شد که رفع احتمالِ شکستِ هدف مدنظر باشد.

1 مقدمه

مشاهده ی رفتار سازه ای یک اقدام استاندارد در مهندسی عمران، به خصوص برای سازه هایی با اهمیت بالا یا ریسک بالا می باشد. از آنجایی که هزینه ی سنسورها و سایر تجهیزات کاهش می یابد، سازه های بیشتر و بیشتری تحت نظارت قرار می گیرند. نمونه هایی از این موارد عبارتند از سدهای بزرگ، پل ها، تاسیسات انرژی هسته ای، و سازه های ژئوتکنیک از جمله تونل ها و گودبرداری ها [1-7]. هدف می تواند شاملِ اعتبارسنجی فرضیات طراحی و ارزیابیِ نیاز به تغییرات طراحی یا اقدامات اصلاحی برای تضمین ایمنی ساختاری یا قابلیتِ استفاده ی رضایتبخش باشد. مشاهدات رفتار سازه ای همچنین می تواند برای کسب اطلاعات در مورد ویژگی های مهندسیِ سازه های موجود در ارزیابی های ایمنی ساختاری آنها مورد استفاده قرار گیرد. به طور کلی اطلاعات بیشترنشان می دهند که عدم قطعیت و ابهامات کاهش یافته و قابلیت اطمینان سازه ای محاسبه شده بهبود یافته است؛ به موجب آن، از اقدامات تقویتی یا جایگزین های پرهزینه نیز می تواند اجتناب شود. این اصل به طور گسترده در طراحی مبتنی بر قابلیت اطمینان و ارزیابی های ایمنی مبتنی بر قابلیت اطمینانِ زیرساخت های شهری بکار گرفته می شود، برای مثال به مراجع [8-17] مراجعه شود.

Abstract

Civil engineering structures are commonly monitored to assess their structural behaviour, using alarm thresholds to indicate when contingency actions are needed to improve safety. However, there is a need for guidelines on how to establish thresholds that ensure sufficient safety. This paper therefore proposes a general computational algorithm for establishment of reliability-based alarm thresholds for civil engineering structures. The algorithm is based on Subset simulation with independent-component Markov chain Monte Carlo simulation and applicable with both analytical structural models and finite element models. The reliability-based alarm thresholds can straightforwardly be used in the monitoring plans that are developed in the design phase of a construction project, in particular for sequentially loaded structures such as staged construction of embankments. With the reliability-based alarm thresholds, contingency actions will only be implemented when they are needed to satisfy the target probability of failure.

1 Introduction

Observation of structural behaviour is standard practice in civil engineering, in particular for structures of high importance or high risk. As the cost for sensors and other equipment reduces, more and more structures are being monitored. Examples include large dams, bridges, nuclear power facilities, and geotechnical structures such as tunnels and excavations [1–7]. The purpose can be, for example, validation of design assumptions and evaluation of need for design alterations or remedial measures to ensure structural safety or satisfactory serviceability. Observations of structural behaviour can also be used to gain information about engineering properties of existing structures in assessments of their structural safety. Additional information generally implies that uncertainties are reduced and that the calculated structural reliability is improved; thereby, costly replacement or strengthening interventions may be avoided. This principle is widely applied in reliability-based design and reliability-based safety assessments of civil infrastructure; see e.g. [8–17].

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

آستانه های هشدار بر اساس قابلیت اطمینان برای سازه های آنالیز شده با روش اجزای محدود

Reliability-based alarm thresholds for structures analysed with the finite element method

بررسی روش های ارزیابی قابلیت اطمینان شبکه های توزیع مدرن

A survey of reliability assessment techniques for modern distribution networks

چکیده

مقدمه

2- قابلیت اطمینان در شبکه‌های توزیع مدرن

2-1- تولید توزیع‌شده

2-2- ذخیره‌سازی انرژی

2-3- پاسخگویی بار

2-4- خودروهای برقی

2-5- اتوماسیون ادوات حفاظتی

2-6- ریزشبکه ها

3- ارزیابی قابلیت اطمینان در شبکه‌های توزیع مرسوم

4- تکنیک های ارزیابی قابلیت اطمینان شبکه های توزیع مدرن

4-1- تولید توزیع‌شده

4-2- سیستم های ذخیره سازی انرژی

4-3- ریزشبکه ها

4-4- پاسخگویی به تقاضا

4-5- خودروهای برقی

4-6- اتوماسیون ادوات حفاظتی

4-7- تکنولوژی‌های ICT

5- یک مطالعه موردی: انتخاب تکنیک برآورد قابلیت اطمینان

5-1- شبکه آزمایشی

5-2- انتخاب تکنیک برآورد قابلیت اطمینان

5-3- مقایسه نتایج روش های پیاده سازی شده

6- نتیجه‌گیری

چکیده

ابزارهای تشخیص قابلیت اطمینان از لحاظ برنامه‌ریزی و مدرنیزاسیون سیستم‌های توزیع توان از اهمیت بالایی برخوردارند. در سال‌های اخیر شاهد توسعه روزافزون انرژی‌های تجدیدپذیر، تولید توزیع‌شده، ذخیره انرژی، خودروهای برقی، اتوماسیون حفاظت از دستگاه‌ها و طرح‌های پاسخ به تقاضا در شبکه‌های توزیع بوده‌ایم. تمام این تکنولوژی‌ها به نوعی در قابلیت اطمینان شبکه نقش دارند. هدف این مقاله مروری جدی است بر تکنیک‌های تعیین قابلیت اطمینان برای ارزیابی شبکه‌های توزیع، تاکید بر اهمیت کاربرد بیش از پیش منابع انرژی توزیع‌شده و کاربرد گسترده تکنولوژی‌های کنترل، حفاظت و مخابرات. در مورد هر تکنولوژی تحلیلی دقیق و تطبیقی بین تکنیک‌ها و مدل‌های مختلف که برای تعیین قابلیت اطمینان استفاده می‌شوند، همراه با دستورالعمل‌هایی در مورد کاربرد هرکدام ارائه شده‌است. برای نشان‌ دادن ویژگی‌ها و فرآیند مدل‌کردن ابزار‌های تعیین قابلیت اطمینان شبکه‌های توزیع مدرن، از یک مطالعه موردی استفاده خواهد شد.

6- نتیجه‌گیری
ورود تکنولوژی‌های نو به شبکه‌های توزیع مدرن (DG، ذخیره‌ انرژی، ریزشبکه‌ها، DR، خودروهای برقی، ادوات حفاظتی خودکار) فرصت‌های جدیدی برای بهبود قابلیت اطمینان فراهم کرده‌است. در این مقاله، مروری بر تکنیک‌های پیشنهادی برای برآورد قابلیت اطمینان شبکه‌های توزیع، الزامات مدلسازی و ویژگی‌های روش‌های مطرح در این زمینه مقایسه و بررسی شدند. به علاوه، برای نشان‌دادن فرآیند مدلسازی برآورد قابلیت اطمینان، از یک مطالعه موردی و مقایسه نتایج حاصل از مدلسازی استفاده شد. این مقاله، آخرین پیشرفت‌ها در این زمینه و جزئیات پیاده‌سازی روش‌های برآورد قابلیت اطمینان را شامل می‌شود.
از لحاظ کلی، این مطالعه نشانگر تلاش‌های شدیدی است که روی مدلسازی ویژگی‌ها، پیچیدگی و عدم قطعیت موجود برای برآورد قابلیت اطمینان در شبکه‌های توزیع صرف می‌شود. از این لحاظ، مقالات زیادی روی ماهیت تصادفی مسائلی مثل تغییرات بار و تولید، کارایی ذخیره انرژی، تخمین ظرفیت پاسخگویی به بار و امکاناتی که توسط خودروهای برقی فراهم می‌شود، متمرکز شده‌اند.
همچنین برخی پژوهش‌ها با تمرکز بر جنبه‌های عملیاتی شبکه‌های توزیع مدرن انجام شده‌اند. جزیره‌ای‌سازی عمدی و ریزشبکه‌ها، راه‌حل خوبی برای بهبود قابلیت اطمینان عرضه هستند. برای بررسی قابلیت اطمینان در این حالت‌ها، ارزیابی کفایت تولید و بار اصلی‌ترین معیاری است که در روش‌های ارزیابی مورد توجه قرار می‌گیرد، لذا تمام عواملی که کفایت جزیره را تحت تاثیر قرار می‌دهند، در این بررسی در نظر گرفته می‌شوند.

Abstract

Reliability assessment tools are of crucial importance for planning and modernisation of distribution power systems. In recent years there has been an increased deployment of renewable energy, distributed generation, energy storage, electric vehicle, protection device automation and demand response schemes in the distribution networks. All these technologies contribute in their own way to network reliability. The objective of this paper is to provide a critical survey of the reliability assessment techniques used for the evaluation of distribution networks, emphasising the importance of an increased penetration of distributed energy resources and a more widespread application of control, protection and communication technologies. A detailed analysis and a comparison between different techniques and models used for the reliability assessment will be provided for each technology along with the guidelines for their application. A case study will be used to demonstrate the properties and the modelling procedure of the reliability assessment tools for modern distribution networks.

6- Concluding remarks

The introduction of new technologies in modern distribution networks (DG, energy storage, microgrids, demand response, electric vehicle, automated protection devices) opens up new opportunities to improve the reliability. In this paper a survey of the techniques proposed for the reliability assessment of distribution networks was presented. The modelling requirements and the properties of the methodologies in the field were compared and critically reviewed for each technology. In addition, a case study was introduced to illustrate the modelling procedure of reliability assessment techniques as well as the comparison of the results computed by the modelled techniques. The survey provides the state-of-the-art in the topic and the necessary details for the implementation of the reliability assessment techniques.

From a general point of view, the survey presented the intensive research efforts focused on modelling the features, complexities and uncertainties necessary for the reliability assessment of distribution networks. In this sense, the publications have paid significant attention to the stochastic nature of aspects like the variability of load and generation, the performance of energy storage, the estimation of demand response capacity and the opportunities introduced by electric vehicles.

Research in the field has also been focused on operational aspects of modern distribution networks. Intentional islanding and microgrids has been identified as a promising opportunity to improve the reliability of supply. To assess the reliability under this operating mode, adequacy evaluation of generation and load is the core criteria considered by the techniques. Consequently, all those factors that influence the adequacy of the island have to be considered in the assessment

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

بررسی روش های ارزیابی قابلیت اطمینان شبکه های توزیع مدرن

A survey of reliability assessment techniques for modern distribution networks

انتخاب تامین کننده و عملکرد شرکت: شواهد تجربی از محیط یک کشور در حال توسعه

Supplier Selection and Firm Performance: Empirical Evidence from a Developing Country’s Environment

چکیده
1 مقدمه
2 مرور مقالات و توسعه فرضیه ها
2-1 کیفیت تامین کننده و ظرفیت های عملیاتی رقابتی شرکت خریدار
2-2 خدمات تامین کننده و ظرفیت های عملیاتی رقابتی برای شرکت خریدار
2-3 تناسب استراتژیک تامین کننده و ظرفیت های عملیاتی شرکت خریدار
2-4 ظرفیت های رقابتی عملیاتی و عملکرد شرکت
3 روش تحقیقاتی
3-1 مشخصات نمونه و فرایند جمع آوری داده ها
3-2 آمار توصیفی بر اساس نوع صنایع
3-3 معیار ها
4 نتایج و تحلیل داده ها
4-1 تکنیک های تحلیلی
4-2 تحلیل های اعتبار سنجی و قابلیت اعتماد
4-3 نتایج
4-4 تحلیل نقش میانجی – تحلیل با چند گروه
5 مباحث و جمع بندی

چکیده

هدف – هدف این مقاله ارزیابی این موضوع است که انتخاب تامین کننده های مختلف چه تاثیری بر روی ظرفیت رقابتی عملیاتی شرکت و همچنین عملکرد کلی در محیط یک کشور در حال توسعه دارد.
روش/ طراحی/ فرایند مطالعه = مدل سازی معادله های ساختاری (SEM) در این مطالعه برای ارزیابی رابطه بین معیار های انتخاب تامین کننده، ظرفیت های عملیاتی رقابتی و عملکرد کلی سازمان با استفاده از نظر سنجی از افراد اطلاع دهنده، اجرا شده است.
یافته ها – در این کار، ما نشان می دهیم که انتخاب موثر تامین کننده ،منجر به ارتقای ظرفیت رقابتی شرکت خریدار می شود. به صورت خاص، ما نشان می دهیم که انتخاب تامین کننده بر اساس کیفیت باعث می شود که کیفیت شرکت خریدار افزایش پیدا کند، و خدمات این شرکت منجر به بهبود زمان تحویل سفارش ها می شود و تناسب راهبردی تامین کننده باعث کاهش هزینه ها، بهبود زمان تحویل کالا و بهبود انعطاف در شرکت خریدار می شود. علاوه بر این، ظرفیت های عملیاتی رقابتی شرکت خریدار از نظر بهبود زمان تحویل نیز باعث می شود که عملکرد کلی این شرکت در محیط تجاری غنا، بهبود پیدا کند. این نتایج نشان می دهد که هیچ تفاوت محسوسی بین واحد های تولیدی یا خدماتی در این زمینه وجود ندارد.
محدودیت های تحقیقاتی/ کاربرد ها – نتایج نشان دهنده ی رابطه و کاربرد معیار های قبلی انتخاب تامین کننده در محیط یک کشور در حال توسعه مانند غنا می باشد.
کاربرد های عملی – این تحقیقات نشان می دهد که چگونه می توان معیار انتخاب تامین کننده را ایجاد کرد تا بتوان ظرفیت های رقابتی عملیاتی و عملکرد کلی شرکت خریدار را ارتقا داد. اصالت/ ارزش – این کار بعضی از دیدگاه های مرتبط با این زمینه را ارائه می کند و بر اساس مقالات موجود در زمینه مرتبط با استراتژی های انتخاب تامین کننده در محیط یک کشور در حال توسعه، کار می کند.

5-0 مباحث و جمع بندی

بر اساس خلاصه نتایج ارائه شده در جدول 4 ، مشخص شد که برای فرضیه مرتبط با کیفیت تامین کننده و ظرفیت های عملیاتی رقابتی شرکت خریدار از نظر کیفیت ، پشتیبانی و تایید مدل وجود دارد و این موضوع مطابق با یافته های بوش 1962 و دیکسون، 1966 می باشند. ما همچنین برای خدمات تامین کننده و عملکرد بهبود یافته از نظر زمان تحویل شرکت خریدار نیز در این مدل پشتیبانی و تایید مشاهده کردیم که این موضوع نیز با یافته های مین ( 1994) مطابق می باشد. این نتایج در نهایت نشان می دهد وقتی که یک تناسب راهبردی بین تامین کننده و خریدار وجود داشته باشد، این تناسب باعث ارتقای شرکت خریدار از نظر کاهش هزینه، عملکرد تحویل بهتر و بهبود انعطاف پذیری می شود در نتیجه یافته های سرکار و ماهاپاترا، 2006؛ وات، کاویز و ویللی، 2010 هم تایید می شود.

Abstract

Purpose – The purpose of this paper is to examine how the various supplier selections construct impacts on firm’s operational competitive capability as well as an overall performance from a developing country’s environment.
Design/methodology/approach – Structural equation modeling (SEM) was used to study the relationship between supplier selection criteria, competitive operational capabilities and overall organizational performance using survey of informants.
Findings – In this work, we demonstrate that an effective supplier selection will lead to an enhanced competitive capability of the buying firm. Specifically, we show that selecting suppliers based on quality will lead to an improved quality of the buying firm, service will lead to improved delivery time and supplier strategic fit will lead to reduced cost, improved delivery time and improved flexibility of the buying firm. Furthermore, the buying firm competitive operational capabilities in terms of improved delivery time will lead overall performance from the Ghanaian business environment. The results indicates no significant different between the manufacturing and service sectors
Research limitations/implications – The results indicate the relevance and the implications of the various supplier selection criteria from a developing country’s environment such as Ghana.
Practical implications – The research shows how supplier selection criteria should be structured to enhance operational competitive capabilities and overall performance of the buying firm.
Originality/value – The work illustrates and provides some insights and build on the literature in the area of supply selection strategies from a developing country’s environment.

5-0 Discussion and Conclusion

From the summary of the results in table 4, we found support for the hypothesis concerning supplier quality and the buying firm’s competitive operational capabilities in terms of the quality supporting the findings of Busch, 1962 and Dickson, 1966. We also found support for supplier service and the improved performance in terms of delivery time of the buying firm, also consistent with the work of Min (1994). The results finally indicate that when there is a strategic fit between the supplier and that of the buyer, it enhances the buying firm in terms of reduced cost, better delivery performance, and improved flexibility, also supporting the findings of Sarkar & Mohapatra, 2006; Watt, Kavis & Willey, 2010.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

انتخاب تامین کننده و عملکرد شرکت: شواهد تجربی از محیط یک کشور در حال توسعه

Supplier Selection and Firm Performance: Empirical Evidence from a Developing Country’s Environment

ارزیابی قابلیت اطمینان مدل یوروکد برای مربوط به ارزیابی خستگی پل های فولادی

Reliability evaluation of the Eurocode model for fatigue assessment of steel bridges

چکیده

1- معرفی

2- فرمت تایید یوروکُد

3- مدل احتمالاتی

3-1- عدم قطعیت ها

3-2- قابلیت اطمینان هدف

4- وزن در حال حرکت پل (Bridge weigh-in-motion) در سوئد

5- نتایج

5-1- ارزیابی خستگی قطعی

5-2- ارزیابی احتمالاتی خستگی

5-3- پیمایش

6- مباحثه

7- نتیجه گیری ها

منابع

چکیده

در کشورهای اروپایی، طراحی پل ها تحت مشخصات ایین نامه های اروپا (یوروکد) انجام میشود. برای تایید پل های فلزی در برابر خستگی، یک مدل ساده شده برپایه ی مدل بارگذاری وسیله ی نقلیه منفرد همراه با فاکتور لاندا (λ) برای تخمین رنج تنش وارده پیشنهاد داده شده است. از زمان ارائه ی کدهای اروپایی دقت این فرمت مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. در این مقاله، یک مدل احتمالاتی برای ارزیابی خستگی پیشنهاد داده شده است که تخمین تاثیر بار به کمک اندازه گیری های روش وزن در حال حرکت پل ها (bridge weigh-in-motion (BWIM)) میباشد. مدل احتمالاتی برای تخمین قابلیت اطمینان فرمت موجود در تایید پل های جاده، بکار رفته است. نتایج، پراکندگی گسترده را در درجه ی نخست وابسته به هندسه پل و حجم ترافیک نشان میدهد. یک پیمایش تجربی و امتحانی از روش تایید انجام شده و توابع جدید برای دو فاکتور λ حاصل شده است. با این توابع جدید بهبود قابل توجه ای در ثبات سطح قابلیت اطمینان بدست امده است. مطالعات نیاز به پیمایش گسترده ی مدل ایین نامه ی اروپا (Eurocode) را نشان میدهد و پارامترهایی که باید روی انها تمرکز شود را مشخص میکند.

1- معرفی

طراحی یک پل فولادی در برابر اسیب ناشی از خستگی نیازمند تخمین تاثیر بار و مقاومت در اجزای بحرانی میباشد. تاثیر بار باید به کمک یک مدل سازه ای تخمین زده شود که به شدت ترافیک و نوع وسایل نقلیه ی عبوری روی پل بستگی دارد. در واقع، معمولا یک پل بوسیله ی رنج متفاوتی از وسایل نقلیه بارگذاری میشود که دارای محور با پیکربندی و وزن ناخالص متفاوت هستند که امکان در نظر گرفتن انها در روند طراحی نمیباشد. در عمل، طراحی با استفاده از مدلهای بارگذاری ساده شده و از قبل تعریف شده ی مشروح در ایین نامه ها انجام میگیرد.

7- نتیجه گیری ها

با هدف معتبرسازی مدل یوروکد برای ارزیابی خستگی پل های فولادی جاده ای، یک مدل احتمالاتی پیشنهاد شده است. که بر بارهای وسایل نقلیه، تعیین شده توسط اندازه گیری های BWIM پایه گذاری میشود. این مدل برای براورد قابلیت اطمینان بدست امده با استفاده از فرمت تایید موجود، بوسیله ی انالیز تعدادی مدل ساده ی پل استفاده شده است. بوسیله ی یک روند تکرار شونده، فرمت تایید یوروکد برای ارائه ی یک سطح قابلیت اطمینان پایدار پیمایش شده است. 

Abstract

In European countries, the design of bridges is conducted following the specifications in the Eurocodes. For verification against fatigue of steel bridges, a simplified model is suggested based on a single vehicle load model together with λ factors to estimate a representative stress range. Since the release of the Eurocodes the accuracy of this format has been discussed and questioned. In the current paper, a probabilistic model for fatigue assessment is suggested estimating the load effect from bridge weigh-in-motion (BWIM) measurements. The probabilistic model has been used to estimate the reliability reached with the existing verification format for road bridges. The result shows a large scatter depending foremost on the bridge geometry and the traffic volume. A tentative calibration of the verification format has been performed and new functions for two of the λ factors have been derived. With these new functions a significant improvement in the consistency of the reliability level has been achieved. The study demonstrates the need for a more extensive calibration of the Eurocode model and indicates the parameters to focus on.

1. Introduction

Designing a steel bridge against fatigue damage requires estimations of the load effect and the resistance at critical details. The load effect needs to be estimated using a structural model and depends on the traffic intensity and the type of vehicles travelling over the bridge. In reality, a bridge is typically loaded by a range of different vehicles with varying axle configurations and gross weights which is not feasible to consider during the design phase. In practice, the design is performed using predefined simplified load models described in regulations.

7. Conclusions

With the purpose to validate the Eurocode model for fatigue assessment of road bridges in steel, a probabilistic model has been suggested. It is based on vehicle loads determined by BWIM measurements. The model has been used to estimate the reliability achieved using the existing verification format by analyses of some simple bridge models. By an iterative process, the Eurocode verification format has been calibrated to render a more consistent reliability level.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

ارزیابی قابلیت اطمینان مدل یوروکد برای مربوط به ارزیابی خستگی پل های فولادی

Reliability evaluation of the Eurocode model for fatigue assessment of steel bridges

آنالیز قابلیت اطمینان مبتنی بر عنصر محدود چند مقیاسی تصادفی برای سازه های کامپوزیت چند لایه

Stochastic multi-scale finite element based reliability analysis for laminated composite structures

چکیده

1. مقدمه

2. روش جزء محدود چند مقیاسی تصادفی

2.1 روش هموژنیزه کردن تصادفی برای مواد کامپوزیت

2.2 پیاده سازی جزء محدود روش چند مقیاسی

3. روش های تحلیل قابلیت اطمینان ساختاری چند مقیاسی

3.1 اصل تحلیل قابلیت اطمینان ساختاری

3.2 تابع حالت حدی برای کامپوزیت ها

3.3 روش شبیه سازی مونت کارلو بر اساس جزء محدود چند مقیاسی

3.4 روش قابلیت اطمینان مرتبه اول بر اساس جزء محدود چند مقیاسی

3.5 روش قابلیت اطمینان مرتبه دوم بر اساس جزء محدود چند مقیاسی

4. مثال های عددی

4.1 مثال 1: ورق یک لایه

4.2 ورق های چند لایه

5. نتیجه گیری

چکیده

این مقاله یک روش چند مقیاسی جدید را برای تحلیل قابلیت اطمینان سازه های کامپوزیت که در برگیرنده عدم اطمینان های ماکروسکوپیک و میکروسکوپیک مانند خصوصیات مواد تشکیل دهنده و زاویه چند لایه پیشنهاد می کند. پاسخ های سازه ای تصادفی که موجب ایجاد رابطه بین پاسخ های سازه ای و متغیر های تصادفی می گردند، با استفاده از یک روش جزء محدود چند مقیاسی تصادفی به دست می آیند که هموژنیزاسیون محاسباتی را با روش جزء محدود تصادفی ترکیب می کند. این موضوع همراه با روش های قابلیت اطمینان مرتبه اول و دوم جهت ایجاد یک چارچوب تحلیل قابلیت اطمینان منحصر به فرد ارائه می شود. به منظور ارزیابی این روش، روش هموژنیزاسیون محاسباتی تعینی با روش مونت کارلو به عنوان یک روش قابلیت اطمینان جایگزین ترکیب می شود. مثال های عددی به منظور نشان دادن قابلیت روش پیشنهادی در اندازه گیری ایمنی سازه های کامپوزیت مورد استفاده قرار می گیرند. مقاله نشان می دهد که این روش برآورد های بسیار نزدیکی را به روش مونت کارلو ارائه می کند، اما از کارایی بسیار بیشتری بر حسب زمان محاسباتی برخوردار است. مشاهده می شود که این روش می تواند به عنوان یک جزء بنیادی و اصلی در ارائه روش های طراحی چند مقیاسی تصادفی برای سازه های کامپوزیت مطرح شود. 

1. مقدمه 

عناصر کامپوزیتی به صورت ورق هایی متشکل از چندین لایه از ورق های کامپوزیت مسلح الیافی بوده که هر کدام از الیاف های محصور در مخلوط ساخته شده اند. سرهم بندی الیاف ها و مواد مخلوط جهت ایجاد یک ورق و همچنین عمل آوری و ساخت ورق به عنوان یک فرآیند پیچیده محسوب شده و ممکن است در برگیرنده عدم اطمینان بالایی باشد. بنابراین، خصوصیات مواد یک ورق کامپوزیت دارای ماهیت تصادفی است. منابع عدم اطمینان قابل توجه عبارتند از: تغییرات نسبت های حجمی الیاف و مخلوط، حفرات در مخلوط و بین الیاف و مخلوط، پیوند ناقص بین مواد تشکیل دهنده، ترک ها، خرابی الیاف، الیاف های متراکم تصادفی یا پیوسته، الیاف های تنظیم نشده، اثرات موقت، عمل آوری غیر یکنواخت مواد مخلوط، تنش های پسماند و غیره. عدم اطمینان ها در این عوامل در مقیاس بزرگتری انتشار یافته و در تغییر پذیری سختی و مقاومت که بیان کننده رفتار سازه ای کلی است نمود می یابند. در نتیجه، ضرائب اطمینان بالای از مرتبه 10-8 در طراحی سازه ای تعینی کنونی با عدم در نظر گرفتن مزیت کلی مواد کامپوزیت به دست می آیند. می توان این موضوعات را در یک ساختار طراحی احتمالاتی معادل با به طور مثال یوروکد مورد بررسی قرار داد. 

5. نتیجه گیری

در این مقاله، یک روش تحلیل قابلیت اطمینان مبتنی بر جزء محدود چند مقیاسی برای سازه های کامپوزیت پیشنهاد شده است. روش پیشنهادی موجب بررسی هر دو عدم اطمینان میکروسکوپیک مانند عدم اطمینان های موجود در خصوصیات مواد تشکیل دهنده و عدم اطمینان های ماکروسکوپیک مانند زوایای جهت گیری لایه ها می شود. چارچوب تحلیل قابلیت اطمینان جدید (PSMFEM-FORM و PSMFEM-SORM) موجب ترکیب یک روش جزء محدود چند مقیاسی تصادفی مبتنی بر آشفتگی با روش های قابلیت اطمینان مرتبه اول و دوم می شود. فرمول بندی روش هموژنیزاسیون تصتادفی و پیاده سازی جزء محدود آن مورد اشاره قرار می گیرند. روش انجام تحلیل قابیت اطمینان جزء محدود چند مقیاسی پیشنهادی به طور کامل معرفی می شود. علاوه براین، شبیه سازی مونت کارلو با روش جزء محدود چند مقیاسی تعینی جهت تشکیل MFEM-MCS به منظور ارزیابی عملکرد PSMFEM-FORM و PSMFEM-SORM ترکیب شده است. 

Abstract

This paper proposes a novel multi-scale approach for the reliability analysis of composite structures that accounts for both microscopic and macroscopic uncertainties, such as constituent material properties and ply angle. The stochastic structural responses, which establish the relationship between structural responses and random variables, are achieved using a stochastic multi-scale finite element method, which integrates computational homogenisation with the stochastic finite element method. This is further combined with the first- and second-order reliability methods to create a unique reliability analysis framework. To assess this approach, the deterministic computational homogenisation method is combined with the Monte Carlo method as an alternative reliability method. Numerical examples are used to demonstrate the capability of the proposed method in measuring the safety of composite structures. The paper shows that it provides estimates very close to those from Monte Carlo method, but is significantly more efficient in terms of computational time. It is advocated that this new method can be a fundamental element in the development of stochastic multi-scale design methods for composite structures. 

1. Introduction

Typical composite components are laminates comprising layers of fibre reinforced composite laminae, each of which are made of fibres embedded in matrix. The assembly of the fibres and matrix materials to create a lamina, as well as the lay up and curing of laminae, is a complicated process and may involve a lot of uncertainty. Therefore, the material properties of a composite laminate are random in nature. Sources of significant uncertainty include: variations in volume fractions of fibre and matrix, voids in the matrix and between fibres and matrix, imperfect bonding between constituents, cracks, fibre damage, random and/or contiguously packed fibres, misaligned fibres, temperature effects, non-uniform curing of the matrix material, residual stresses, etc. Uncertainties in these factors propagate to a larger scale and are reflected in variability of the stiffness and strength that characterise the overall structural behaviour [1–7]. Consequently, high safety factors of the order of 8–10 [8] are introduced in current deterministic based structural design, thereby not taking full advantage of composite materials. These issues may be addressed in a probability based design context [9–11] equivalent to Eurocode, for example.

5. Conclusions

In this paper, a multi-scale finite element based reliability analysis method is proposed for composite structures. The proposed method enables both microscopic uncertainties, such as those in constituent material properties, and macroscopic uncertainties, such as ply orientation angles, to be taken into account. The new reliability analysis framework (PSMFEMFORM and PSMFEM-SORM) couples a recently developed perturbation-based stochastic multi-scale finite element method with the first- and second-order reliability methods. Formulations of the stochastic homogenization method and its finite element implementation are described. Procedure to perform the proposed multi-scale finite element based reliability analysis methods is thoroughly introduced. In addition, Monte Carlo simulation has been coupled with the deterministic multi-scale finite element method to form the MFEM-MCS to evaluate the performance of PSMFEM-FORM and PSMFEM-SORM.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

آنالیز قابلیت اطمینان مبتنی بر عنصر محدود چند مقیاسی تصادفی برای سازه های کامپوزیت چند لایه

Stochastic multi-scale finite element based reliability analysis for laminated composite structures

تجزیه و تحلیل قابلیت اطمینان اتصال برشی چسبی دو لبه فولادی- CFRP با اتصالات چسبی نازک بیرونی

Reliability analysis of adhesively bonded CFRP-to-steel double lap shear joint with thin outer adherends

چکیده

1. مقدمه

2. جزئیات اتصال DLS CFRP-فولاد

3. تابع حالت حدی

3.1 مدل مقاومت

3.2 مدل تقاضا

4 . مشخصات آماری متغیر های طراحی

4.1 متغیر های خصوصیت ماده

4.2 متغیر های خصوصیت هندسی

4.3 عدم اطمینان مدل مقاومت

4.4 متغیر های بار

4.5 خلاصه ای از متغیر های تصادفی

5. فضای طراحی

6. تحلیل قابلیت اطمینان

6.1 تحلیل FORM

6.2 شبیه سازی مونت کارلو (MCS)

7. نتایج و بحث ها

7.1 اثر آماده سازی سطحی

7.2 تاثیر عدم اطمینان مدل

7.3 اثر شکل پذیری و مقاومت برشی ماده چسبنده

7.4 تاثیر مدول برشی ماده چسبی

7.5 اثر ضخامت لایه چسبنده

7.6 اثر نسبت بار زنده به بار مرده

7.7 کارکرد های ضریب مقاومت ثابت

8. خلاصه و نتیجه گیری

چکیده

این مقاله به بیان جزئیات تحلیل قابلیت اطمینان اتصالات برشی چسبی دو لایه (DLS) بین فولاد و کامپوزیت های پلیمری مسلح الیاف کربنی (CRFP) می پردازد. یک پایگاه داده جامع از نتایج آزمایشگاهی اتصالات DLS CFRP به فولاد تالیف شده و یک تحلیل احتمالاتی از داده ها نیز انجام می شود. نتایج آزمایشگاهی تالیف شده با مقاومت های پیوند پیش بینی شده توسط مدل هارت- اسمیت برای اتصالات چسبی نازک مقایسه شده و عدم اطمینان مدل برای پنج اتصال چسبی اپوکسی سازه ای شناخته شده و دو نوع تکنیک آماده سازی سطحی تعیین می شود. با در نظر گرفتن عدم اطمینان های مکانیکی و هندسی مواد تشکیل دهنده، دو روش مبتنی بر قابلیت اطمینان شامل روش قابلیت اطمینان مرتبه اول (FORM) و شبیه سازی مونت کارلو (MCS) جهت محاسبه ضریب مقاومت در شاخص قابلیت اطمینان 3.5 هدف مورد استفاده قرار می گیرند. می توان دریافت که این دو روش دارای سازگاری مطلوبی بوده و ضریب مقاومت با اتصالات چسبی، تکنیک های آماده سازی سطحی و انواع CFRP تغییر می کند. بردار اهمیت متغیر های تصادفی نشان می دهد که شکل پذیری برشی چسبی به عنوان تاثیر گذار ترین خصوصیت ماده در تعیین شاخص قابلیت اطمینان اتصالات چسبی مطرح می شود. 

1- مقدمه 

استفاده از پلیمر های مسلح الیاف کربنی (CFRP) جهت تعمیر، بهسازی و تقویت تیر های فولادی به صورت گسترده در سال های اخیر به دلیل مقاومت خوردگی و سبک بودن آن مورد تحقیق قرار گرفته است. گسیختگی به عنوان یک مد شکست کلیدی همراه با تیر های فولادی تقویت شده CFRP محسوب می شود و بار شکست گسیختگی تحت تاثیر خصوصیات مکانیکی سطوح مشترک چسبی و دو ماده قرار گرفته است. پیشرفت های اخیر در تکنیک تقویت CFRP نشان می دهد که مواد CFRP با رشته های با قطر کم می توانند شکست گسیختگی را از بین ببرند. 

این موضوع نشان داده شده است که آماده سازی سطحی جهت به دست آوردن پیوند مناسب بین اتصالات چسبی حائز اهمیت است. یک سطح واکنش پذیر شیمیایی، تمیز و سخت برای پیوند چسبی به ویژه برای پیوند CFRP به فولاد حائز اهمیت است به طوری که سطح مشترک فولاد چسبی به عنوان ضعیف ترین پیوند در اتصال محسوب می شود. تحقیق کامل آماده سازی سطحی اپوکسی برای پیوند اپوکسی به فولاد به وسیله فرناندو و همکاران انجام شده است و این موضوع نشان داده شده است که تکنیک پاشش گریت به عنوان موثر ترین راه جهت دستیابی به پیوند مناسب بین اپوکسی و فولاد محسوب می شود. 

8- خلاصه و نتیجه گیری 

این مقاله به مطالعه قابلیت اطمینان اتصالات DLS CFRP به فولاد چسبنده در اتصالات چسبی خارجی برای سناریو های طراحی مختلف پرداخته است. یافته های اصلی این مقاله عبارتند از: 

(1) عدم اطمینان مدل به شدت تحت تاثیر سناریو طراحی در نظر گرفته شده قرار دارد. عدم اطمینان مدل سازی به عنوان مهم ترین متغیر تصادفی تقاضای تاثیر گذار بر شاخص قابلیت اطمینان محسوب می شود. این موضوع نشان می دهد که ارائه مدل های پیوند دقیق و کارار می تواند تاثیر معناداری بر روی قابلیت اطمینان اتصالات پیوندی در کاربرد های طراحی داشته و می تواند به طور قابل توجه بر روی ضرائب مقاومت استفاده شده جهت پیوند تاثیر گذار باشد. 

Abstract

This paper presents the details of a reliability-based analysis of bonded double-lap shear (DLS) joints between steel and carbon fiber reinforced polymer (CFRP) composites. A comprehensive database of experimental results of CFRP-to-steel DLS joints is compiled and a probabilistic analysis of the data is conducted. The compiled experimental results are compared with the bond strengths predicted by the Hart-Smith model for thin adherends and the model uncertainty is characterized, for five popular structural epoxy adhesives and two types of surface preparation techniques. Considering the mechanical and geometrical uncertainties of constituent materials, two reliability-based approaches, First-Order Reliability Method (FORM) and Monte-Carlo Simulation (MCS), are used to calculate the resistance factor at a target reliability index of 3.5. It is found that these two approaches agree well and the resistance factor varies with adhesives, surface preparation techniques, and CFRP types. The importance vector of random variables reveals that the adhesive shear ductility is the most influential material property in determining the reliability index of the bonded joints.

1- Introduction

The use of carbon fiber-reinforced polymers (CFRP) to repair, rehabilitate, and strengthen steel beams has been widely researched in recent years because of its light-weight construction and corrosion resistance [1–9]. Debonding is a key failure mode associated with the CFRP strengthened steel beams, and the debonding failure load is affected by the mechanical properties of the adhesive and bi-material interfaces [2,9–12]. Recent developments in CFRP strengthening technique showed that CFRP materials with small-diameter strands can potentially eliminate debonding failure [13]

It has been demonstrated that surface preparation is important to obtain good bonding between the adherends [14–16]. A clean, rough and chemically reactive surface is preferable for adhesive bonding, especially for CFRP-to-steel bonding, where the steeladhesive interface is often the weakest link in the joint. A thorough study of the surface preparation for epoxy to steel bonding was carried out by Fernando et al. [17], and it showed that the gritblasting technique is the most effective way to achieve good bond between epoxy and steel.

8- Summary and conclusions

This paper studied the reliability of adhesively bonded CFRP-tosteel DLS joints with thin outer adherends, for different design scenarios. The major findings of this paper are:

(1) The model uncertainty is highly influenced by the design scenario being considered. The modeling uncertainty is the most important demand type random variable affecting the reliability index. This suggests that developing accurate and robust bond models can have significant impact on the reliability of bonded joints in design applications and could dramatically influence the resistance factors that are used for bond.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

تجزیه و تحلیل قابلیت اطمینان اتصال برشی چسبی دو لبه فولادی- CFRP با اتصالات چسبی نازک بیرونی

Reliability analysis of adhesively bonded CFRP-to-steel double lap shear joint with thin outer adherends

قابلیت اطمینان سیستم انرژی با نفوذ باد زیاد تحت محدودیت پایداری فرکانس

Reliability of Power System with High Wind Penetration under Frequency Stability Constraint

چکیده

1- مقدمه

2- قابلیت‌اطمینان سیستم ادغام‌شده با در نظر گرفتن اثرات تناوب و اینرسی پایین

الف) مدل‌سازی مزرعه‌ی بادی

ب) مدل‌سازی اثر تناوب و اینرسی پایین باد

ج) احتمال خروجی ظرفیت و جدول فرکانسی

3- نتایج و بحث

الف) نتایج

ب) بحث

4- نتیجه‌گیری

چکیده

این پژوهش، روشی جدید جهت ارزیابی قابلیت‌اطمینان یک سیستم توان با نفوذ بالای تولید باد را ارائه می‌دهد که نه تنها تأثیر تناوب، بلکه مشخصه‌ی اینرسی پایین توان باد نیز در آن در نظر گرفته می‌شود. در صورتی‌که تولید باد به‌تدریج جایگزین تولید متداول باشد، پایداری و قابلیت‌اطمینان سیستم دارای تأثیر منفی می‌شوند. بعضی از معیارهای به‌کار رفته جهت مقابله با چالش‌ها، سبب افزایش نفوذ باد شده است که در این حالت، عملیاتی کردن باد نسبت به خروجی قابل‌دسترس و اینرسی فراهم‌شده‌ی آنها در سطح‌های پایینی تولید می‌شود، بنابراین تولید باد می‌تواند به تنظیم فرکانس سیستم کمک نماید. براساس اینگونه اندازه‌گیری‌ها، عامل دیگری که مقداری از توان باد را محدود می‌کند، می‌تواند در درون شبکه جهت اعمال فرکانس استاندارد جذب شود و این محدودیت بر قابلیت‌اطمینان سیستم در حضور نفوذ باد نیز تأثیر می‌گذارد. دیدگاه ارزیابی قابلیت‌اطمینان که در این پژوهش ارائه شده است، با استفاده از کانولوشن گسسته و پیاده‌سازی یک سیستم IEEE RTS-79 با اصلاحات مناسب توسعه داده شده است. قابلیت‌اطمینان سیستم توان حاوی و بدون در نظر گرفتن اثرات تناوب باد و اینرسی پایین به‌دست آمده است تا اثربخشی روش پیشنهادی نشان داده شود.

4- نتیجه‌گیری

این پژوهش، اثرات تناوبی و مشخصه‌های اینرسی پایین توان باد را بر روی قابلیت‌اطمینان سیستم ارائه می‌دهد. این تحقیق نشان داده است که وقتی از ایمنی سیستم اطمینان حاصل می‌شود، قابلیت‌اطمینان سیستم ادغام‌شده کاهش پیدا می‌کند. این حالت یکی از جنبه‌های مهمی می‌باشد که به‌صورت گسترده در تحقیقات پیشین مورد بررسی قرار نگرفته است. اعتبار روش پیشنهادی بررسی شده است و از طریق تحلیل و شبیه‌سازی ریاضی، مورد تأیید قرار گرفته است. تأثیر ذخیره‌ی انرژی بر روی بهبود قابلیت‌اطمینان سیستم ادغام‌شده نیز بررسی شده است. تکنیکی که در این پژوهش ارائه شده است به اپراتور سیستم در مخابره‌ی سریع‌تر کمک خواهد کرد تا پایداری سیستم حفظ شود و قابلیت‌اطمینان، محدوده‌ی منابع تجدیدپذیر را که در درون شبکه‌ی توان تجمیع می‌شوند، افزایش می‌دهد. تکنیک برای برنامه‌ریزی سیستم توان جهت اطمینان از پایداری سیستم نیز مفید می‌باشد.

Abstract

This paper presents a new method to evaluate the reliability of a power system with high penetration of wind generation, considering the impact of not only the intermittence but also the low inertia characteristic of wind power. As wind generation gradually replaces conventional generation, the system stability and the reliability are negatively affected. Some of the measures employed to deal with the challenges resulting from increasing wind penetration include operating wind generators at lower levels than their available output and providing inertia so that wind generation is able to contribute to system frequency regulation. Apart from these measures, another factor that limits the amount of wind power that can be absorbed into the grid is the imposition of the frequency standard and this also affects the reliability of the system in the presence of wind penetration. The reliability evaluation approach proposed in this paper is developed using discrete convolution and implemented on an IEEE RTS-79 system with a suitable modification. Power system reliability with and without considering the impacts of wind intermittence and low inertia are compared to show the effectiveness of the proposed method.

IV- CONCLUSION

This paper has presented the effects of stochasticity and low inertia characteristics of wind power on the reliability of the system. This work has shown that the reliability of the integrated system decreases when system security has to be ensured. This is one of the important aspects that has not been investigated in depth in prior research. The validity of the proposed method has been investigated and supported by a mathematical analysis and simulation. The effect of the energy storage on improving the integrated system reliability was also examined. The technique presented here will assist the system operator in better dispatch to maintain system stability and reliability as increasing amounts of renewable resources are integrated into the power grid. The technique is also helpful for power system planning to ensure system stability.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

قابلیت اطمینان سیستم انرژی با نفوذ باد زیاد تحت محدودیت پایداری فرکانس

Reliability of Power System with High Wind Penetration under Frequency Stability Constraint

پروتکل ارتباطی با تاخیر محدود و پیچیدگی کمتر برای FANET های چند کاناله

A reliable, delay bounded and less complex communication protocol for multicluster FANETs

چکیده
1- معرفی
2- کارهای مرتبط
2-1 پروتکل های MAC
2-2 پروتکل های مسیریابی
3- روش پیشنهادی
3-1 تشکیل چند خوشه ای
3-2 انتخاب سر خوشه
3-3 مدل انتشار
3-4 مدل تحرک
3-5 IEEE 802-15-4 برای FANET های چند خوشه ای
3-6 پروتکل های مسیریابی
3-7 عملیات پروتکل
4- تنظیمات شبیه سازی و معیارهای عملکرد
4-1 نسبت تحویل بسته (PDR)
4-2 میانگین تاخیر انتها به انتها (End-to-End) (E2E)
5- نتایج و تجزیه و تحلیل
5-1 IEEE 802-15-4 در حالت beacon enabled
5-2 حالت Beaconless IEEE 802-15-4
5-3 Ieee 802-11
6- نتیجه گیری

چکیده

امروزه شبکه های Ad-hoc هوایی با قابلیت اتصال بین هواپیماهای بدون سرنشین در کاربردهای های نظامی و غیر نظامی اهمیت بالایی دارند. حساسیت برنامه ها نیاز به سازگاری ، کارآمدی، تأخیر محدود و شبکه ارتباطی مقیاس پذیر در میان UAV ها برای نتقال داده را ایجاب می کند . به دلیل پیچیدگی پروتکل ارتباطی، استحکام، هزینه اجزای تجاری آماده، پهنای باند رادیویی محدود، تحرک بالا و منابع محاسباتی، حفظ سطح خدمات مطلوب به کار دشواری تبدیل می شود. در این مقاله برای اولین بار FANET های چند خوشه ای را برای مدیریت کارآمد شبکه ارائه داده ایم. روش ارائه شده هزینه ارتباط را به طور قابل توجهی کاهش می دهد و کارایی شبکه را در حد پروتکل شبکه های کم توان، دارای پیچیدگی کم و کم هزینه IEEE 802.15.4 برای ارتباط درون خوشه ای و بین خوشه ای بهینه می کند. در این تحقیق هر دو حالت beacon-enabled و beaconless به ترتیب با برشهای زمانی تضمین شده و دسترسی چندگانه تقسیم زمانی (TDMA) بررسی شده اند. این روش نقش مهمی برای حفظ پهنای باند در کاربردهای حساس به نهفتگی ایفا کرده و برخوردها و تأخیرهای دسترسی به رسانه را حفظ می کند. هم چنین آنالیز پروتکل های مسیریابی ad-hoc شامل دو پروتکل پیشگرانه (OLSR, DSDV) و یک پروتکل فعال (AODV) ارائه شده است. نتایج نشان می دهد که طرح پیشنهادی نرخ تحویل بسته بالایی را تضمین می کند در حالی که سطح قابل قبولی از نیازمندیهای نهفتگی را در مقایسه با پروتکل های پیچیده تر و خاص منظوره موجود در ادبیات دارد.

6- نتیجه گیری

در این مقاله مفهوم FANET های چند قطبی با استفاده از پروتکل لایه MAC IEEE 802.15.4 برای ارتباطات UAV-to-UAV ارائه شده است که به طبق دانش نویسندگان اولین روش پیشنهادی است. طرح پیشنهادی اجازه می دهد تا با استفاده از GTS و رویکردهای TDMA به ترتیب برای حالت های beacon enabled و Beaconless انتقال داده به صورت بدون برخورد، قابل اعتماد انجام شود. در این زمینه، طرح پیشنهادی با استفاده از پروتکل های مسیریابی ad hoc مورد بررسی قرار می گیرد: OLSR, DSDV و AODV. نتایج به وضوح نشان می دهد که این رویکرد جدید دستاوردهای QoS قابل مقایسه با مطالعات موجود دارد که در شبکه های خوشه ای تکاملی مانند پروتکل های مسیریابی پیچیده تر استفاده می شود. ثابت شده است که 802.15.4 نامزد بالقوه است با 80-98٪ میزان تحویل بسته و تداخل شبکه قابل مقایسه با IEEE 802.11 که شامل پیچیدگی و استفاده از پهنای باند بالا است. از این رو، IEEE 80.15.4 می تواند انتخاب مناسب برای برنامه های کاربردی که پهنای باند کامل نیستند و نیاز به نرخ ارسال اطلاعات کمتری برای ارتباطات دارند باشد. این کار با فرض داشتن یک شبکه از تعداد ثابت uav ها انجام شده است. برای کار آتی، ما قصد داریم پیشنهاد خود را برای موردی که uav جدیدی در طول مأموریت به خوشه های موجود می پیوندند، اصلاح کنیم.

Abstract

Recently, Flying Ad-hoc Networks (FANETs), enabling ad-hoc networking between Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) is gaining importance in several military and civilian applications. The sensitivity of the applications requires adaptive; efficient; delay bounded and scalable communication network among UAVs for data transmission. Due to communication protocol complexity; rigidity; cost of commercial-off-the-shelf (COT) components; limited radio bandwidth; high mobility and computational resources; maintaining the desired level of Quality of Service (QoS) becomes a daunting task. For the first time in this research we propose multicluster FANETs for efficient network management; the proposed scheme considerably reduces communication cost and optimizes network performance as well as exploit low power; less complex and low cost IEEE 802.15.4 (MAC) protocol for intercluster and intracluster communication. In this research both beacon enabled mode and beaconless modes have been investigated with Guaranteed Time Slots (GTS) and virtual Time Division Multiple Access (TDMA) respectively. The methodology plays a key role towards reserving bandwidth for latency critical applications; eliminate collisions and medium access delays. Moreover analysis ad-hoc routing protocols including two proactive (OLSR, DSDV) and one reactive (AODV) is also presented. The results shows that the proposed scheme guarantees high packet delivery ratios while maintaining acceptable levels of latency requirements comparable with more complex and dedicatedly designed protocols in literature.

6- Conclusion

In this paper the concept of multicluster FANETs employing IEEE 802.15.4 MAC layer protocol for UAV-to-UAV communication is presented which is to the best of author’s knowledge the first of its type proposal. The proposed scheme allows collision free, reliable and timely data transmission by employing GTS and virtual TDMA approaches in beacon enabled and beaconless modes of 802.15.4, respectively. In this context the proposed scheme is investigated using ad-hoc routing protocols: OLSR, DSDV and AODV. The results clearly reveal that this novel approach meets the QoS gains comparable to existing studies which are performed for single cluster networks as well as employ more complex routing protocols. 802.15.4 has proved to be a potential candidate showing 80–98% packet delivery rates and comparable network delays to IEEE 802.11 which involves complexity and high bandwidth usage. Hence, IEEE 80.15.4 can be a suitable choice for applications that are not bandwidth exhaustive and require lesser data rate for communication. This work has been conducted assuming a network of fixed number of UAVs. For the future work, we aim to refine our proposal for the case when new UAVs join the existing clusters during the mission.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

پروتکل ارتباطی با تاخیر محدود و پیچیدگی کمتر برای FANET های چند کاناله

A reliable, delay bounded and less complex communication protocol for multicluster FANETs