Shape Optimization of the Plane Truss Structures by Mixed Cooridination Method

혼합조정법(混合調整法)에 의한 평면(平面) 트러스 구조물(構造物)의 형상최적화(形狀最適化)에 관한 연구(硏究)

In this study, Mixed coordination method was selected to optimize the shape of the truss structures which takes multi-loading condition, allowable stress, buckling stress, displacement constraints into consideration. The structure was devided into substructures by Goal coordination method and the substructures were optimized by model coordination method which used two-level technique. Therefore the number of design variables and constrints can be decreased considerable. Under the condition of the same disign, the weight of truss structures can be decreased more considerable by means of optimizing even the shape of truss than by means of optimizing the section of truss while fixing geometrical configuration of it, even though there might be a little difference according to the early geomatrical shape of the truss and the design condition. Thus, the shape optimization of truss structures which utilize the results of this study can be helpful to the economical design of truss structures.

본(本) 연구(硏究)에서는 트러스 구조물(構造物)의 형상(形狀)을 최적화(最適化)하기 위해서 혼합조정법(混合調整法)을 사용하였다. 첫째 단계(段階)에서는 Goal조정법(調整法)에 의해서 트러스 구조물(構造物)을 분할(分割)하여 최적화(最適化)를 실시함으로서 설계변수(設計變數) 및 제약조건(制約條件)식의 수(數)를 크게 줄일 수 있었다. 둘째 단계(段階)에서는 분할(分割)된 구조물(構造物)을 Model조정법(調整法)에 의해서 성질이 다른 설계변수(設計變數)를 분할(分割)하여 최적화(最適化)를 실시하므로서 효율적으로 해를 구하였다. 변위제약(變位制約)을 고려한 분할최적화(分割最適化)는 제약조건(制約條件)이 부분구조(部分構造)마다 독립(獨立)되어 있지 않기 때문에 Goal조정법(調整法)으로는 부분구조(部分構造)에 변위제약(變位制約)을 고려하기가 어려운 점이 있다. 따라서 본(本) 연구(硏究)에서는 변위제약(變位制約)만 고려한 전체문제(全體問題)에서 부분문제(部分問題)에 대한 변위분담율(變位分擔率)을 정하여 부분구조(部分構造)에 대한 최적화(最適化)를 실시하였다. 동일한 설계조건하(設計條件下)에서 트러스의 기하학적형상(幾何學的形狀)을 고정(固定)시키고 단면(斷面)만을 최적화(最適化)한 경우 보다 본(本) 연구(硏究)의 알고리즘에 의하여 트러스의 형상(形狀)까지도 최적화(最適化)한 경우 목적함수(目的函數)를 상당(相當)히 감소(減少)시킬 수 있었으며, 설계변수(設計變數) 및 제약조건식(制約條件式)의 수(數)를 크게 줄일 수 있었으므로 본(本) 연구(硏究)에 의한 트러스 구조물(構造物)의 형상최적화(形狀最適化)는 트러스 구조물(構造物)의 경제적(經濟的)인 설계(設計)에 도움을 줄 수 있을 것으로 사료(思料)된다.