Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea (한국전산구조공학회논문집)

Computational Structural Engineering Institute of Korea (한국전산구조공학회)
권호 표지

Shape Optimization of Structural Members Based on Isogeometry Concept

등기하 개념에 기초한 구조부재의 형상 최적화

  • 이주성 (울산대학교 조선해양공학부)
  • Received : 2010.07.29
  • Accepted : 2010.10.20
  • Published : 2011.02.28
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Abstract

This study is concerned with the shape optimization of structural members frequently found in critical area in a structure system, that is, highly stressed zone. Isogeometry analysis is well known to be the very efficient way to integrate the geometric modeling(CAD) and computational analysis(CAE). This can be accomplished by directly using the geometric modeling by NURBS(Non-Uniform Rational Basis Spline). In this study, an efficient computer code adopting the isogeometry concept has been developed for the structural analysis, in which CAD information can be directly used in the finite element modeling. In order to show the validity of the present code, the present results are compared with those by using the commercial package, that is, MSC/NASTRAN. The present isogeometric analysis procedure has been integrated with the optimization procedure to deal with the optimization problem found in the context of structural mechanics. The present system has been successfully applied to the shape optimization of cantilever structure having bracket. From the present study, it can be seen the validity of the present approach and computer codes developed in this study. This paper ends with some discussions about the practical usefulness of the present approach which is based on isogeometry analysis, and extension of the present study.

본 연구는 구조 시스템에서 중요 부위, 즉 응력이 집중되는 영역에서의 형상 최적화를 다룬 것이다. 등기하 해석은 기하학적 모델링(CAD)과 수치적 해석(CAE)을 통합하는 효율적인 방법으로 잘 알려져 있다. 이는 NURBS에 의한 기하학적 모델링을 직접 이용함으로써 이루어 질 수 있다. 본 연구에서는 등기하 개념을 도입한 효율적인 구조해석 컴퓨터 코드를 개발하였다. 여기에서는 CAD에 대한 정보를 유한요소 모델링에 직접 이용할 수 있다. 본 연구에서 개발한 코드의 타당성을 보이기 위해, 본 연구에서 개발한 코드에 의한 구조해석 결과를 유한요소해석 상용 패키지인 MSC/NASTRAN에 의한 결과와 비교하였다. 구조역학적인 문제에서 최적화를 다룰 수 있도록 본 연구의 등기하 해석 과정을 최적화 과정과 통합하였다. 본 시스템을 브라켓이 있는 외팔 구조의 형상 최적화에 성공적으로 적용하였다. 본 연구를 통해 개발한 시스템의 타당성을 검증하였다. 이 논문의 끝 부분에서는 본 연구방법의 실용적 적용성과 추후 연구에 대해 언급하였다.

Keywords

References

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