• 한국전산구조공학회논문집
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• 제26권4호
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• pp.241-246
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• 2013

본 논문에서는 밀도법 기반 위상 최적설계를 통해 얻어진 수치 결과를 바탕으로 CAD 모델을 구성하고 이를 3차원 프린터로 제작하여 실험적으로 최적설계를 검증하였다. 위상 최적설계 과정에서는 체커보드(Checkerboard) 현상이나 잔가지가 종종 나타나는데, 이는 최적설계 구조물을 실제로 제작함에 있어서 어려움을 준다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 민감도 필터링과 모폴로지 기법을 사용하였다. 엄밀한 검증을 위하여 수치 모델과 실험 모델의 부피율을 일치시켰다. 위상 최적설계를 포함한 다양한 설계에 대하여 실험을 통해 비교하여 최적설계 구조물이 가장 높은 강성을 가지고 있음을 확인하였으며 컴플라이언스에 대한 실험결과는 수치해석 값과 잘 일치함을 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권5호
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• pp.509-516
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• 2013

이 연구에서는 휨힌지를 유도하기 위해 휨강도와 전단강도의 확률분포를 고려한 연결보의 성능기반설계법을 제안하였다. 이 방법은 연결보의 항복 이후 거동과 시스템의 재분배를 반영하므로 현행 선형해석 기반의 연결보 설계에서 임의로 저감된 유효강성의 적합성을 검증할 수 있으며, 사용하중에서의 연결보의 실제 강성을 반영하여 횡변위를 평가하는데 적정하다. 또한 부재간 내력 재분배를 고려할 수 있어 병렬전단벽의 최적설계가 가능할 것으로 판단된다. 이 설계법의 적합성을 검증하기 위해 단순화된 30층 오피스 건물을 대상으로 비선형정적해석을 수행하고 성능점 및 각 스텝의 구조성능을 검토하였다. 또한 사용하중의 부재강성을 평가하고 극한하중의 부재 강성을 사용한 시스템의 거동과 비교하였다. 또한 연결보의 다양한 배근 및 보 춤에 따른 시스템의 거동특성을 비교, 분석하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.215-221
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• 1999

본 연구에서는 구조물의 변위 제약조건을 고려한 위상 최적설계를 체스판무늬 검색 알고리즘과 가상하중을 이용하여 수행하였다. 본 연구에서는 변위 제약조건의 민감도 계산을 위하여 가상 변위장을 도입하였으며, 밀도와 유효강성계수의 상관관계를 정의하기 위하여 가상재료를 도입하였다. 또한, 선형 유한요소를 이용한 위상 최적화 기법에서 일반적으로 나타나는 체스판무늬를 제거하기 위하여 밀도 재분배방법을 이용하였다. 그리고, 변위 제약조건을 고려한 경우와 그렇지 않은 경우의 수치예제를 비교 검토함으로써 본 연구의 타당성을 검증하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권2호
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• pp.22-32
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• 2015

본 연구는 MIDAS-Gen을 사용하여 초고층건물에서 단일 아웃리거 구조의 최적위치에 미치는 구조요소의 영향에 대하여 비교분석하고자 하였다. 본 연구에서는 구조해석의 변수로 아웃리거 위치와 전단벽, 아웃리거, 아웃리거와 연결된 외곽기둥, 아웃리거에 연결되지 않은 프레임과 같은 주요한 구조요소의 강성을 설정하였다. 초고층건물에서 단일 아웃리거 구조의 최적위치를 탐색하기 위하여 80층 건물의 최상층에 발생한 수평변위를 고찰하였다. 본 연구 결과로부터 아웃리거의 위치, 전단벽, 아웃리거, 아웃리거와 연결된 외곽기둥, 아웃리거와 연결되지 않은 프레임과 같은 주요한 구조요소의 강성은 단일의 아웃리거 최적 위치에 영향을 주는 것으로 나타났다. 그리고 본 연구 결과는 초고층건물에서 단일의 아웃리거 최적위치를 탐색하기 위한 구조설계 데이터를 취득하는 데 매우 유용할 것으로 기대된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.147-160
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• 2006

본 논문에서는 개선소성힌지해석과 유전자 알고리듬을 이용한 평면 강골조 구조물의 퍼지최적설계 방법을 제시하였다. 개선소성힌지해석에서는 강골조 구조물의 기하학적 비선형성을 고려하기 위해 보-기둥 요소의 안정함수를 사용하였으며, 재료적 비선형을 고려하기 위해 잔류응력, 소성힌지, 그리고 기하학적 불완전성 등에 의한 점진적인 강성감소모델을 사용하였다. 유전자 알고리듬에서는 토너먼트 선택방법과 마이크로 유전자 알고리즘을 사용하였다. 목적함수로는 구조물의 총중량을 사용하였으며, 제약조건으로는 하중-저항능력, 사용성, 연성도, 그리고 시공성에 관한 기준을 고려하였다. 퍼지최적설계에서는 명확한 목적함수와 퍼지제약을 가지는 경우에 한하여 허용 오차는 제한값의 5%로 선택하고 비소속함수와 레벨컷 방법을 이용하여 0에서 1까지 0.2간격으로 나누어 최적화하였다. 여러 평면 강골조 구조물의 최적설계를 수행하여 일반GA최적설계와 퍼지GA최적설계의 최적값을 비교하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권1호통권74호
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• pp.13-21
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• 2005

본 논문에서는 강아치교의 고등해석과 최적설계를 수행하였다. 고등해석은 해석시에 구조계와 그에 속한 부재의 강도와 안정을 직접 고려함으로서, 해석후 개별부재의 강도검토가 필요없는 설계방법을 지칭한다. 기하학적 비선형 효과를 고려하기 위하여 안정함수를 사용하였다. 잔류응력으로 인한 점진적인 소성화를 고려하기 위하여 CRC 접선 탄성계수를 사용하였다. 탄성강성에서 완전소성강성까지 점진적인 소성화를 나타내기 위하여 포물선 함수를 사용하였다. 최적화 기법으로는 수정된 단면점증법을 사용하였다. 수정된 단면점증법은 AASHTO-LRFD의 상관방정식으로 계산된 값중에서 최대값을 가지는 부재의 크기를 단계별로 증가시키는 방법이다. 목적함수는 구조물의 중량을 사용하였으며, 제약조건식은 구조시스템의 하중-저항능력 및 처짐 조건을 고려하였다. 제안된 방법에 의한 설계결과를 기존의 연구결과와 비교하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.25-31
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• 2018

본 연구에서는 카울 모듈의 성형 시 최적 설계 공정을 유한요소해석을 통해 도출하는 방안을 제시하였다. 소재 인장시험 및 성형성 평가와 같은 기계적 물성 평가를 통해 성형 해석의 주름 및 크랙 발생을 사전에 파악하고 이를 개선하기 위한 공정 설계 변경을 통해 최적 설계 방안을 도출하였다. 또한 제진성 향상이 필요한 카울 로워 패널에 패치워크를 적용을 통해 카울 모듈의 강성 증대 및 제진 특성 향상을 고유진동수 측정 시험과 해석을 통해 확인하였다. 해석 결과, 실러 패치워크 기술 적용에 따른 1차 고유진동수가 향상됨을 알 수 있었고, 이는 강성 및 제진특성 증대와 관련있다고 볼 수 있다. 실러 패치워크 적용 시 공정수 감소를 위해 성형 전 로워 패널 블랭크에 패치워크 블랭크를 점용접으로 접합시켜 성형하므로, 성형 후 패치워크 패널의 위치가 점용접 조건에 따라 달라진다. 이를 위해 점용접 위치에 따른 성형 해석을 실시하여 결과를 바탕으로 최적 공정 설계를 도출하였다. 스탬핑 공법을 이용한 타부품의 적용을 위해 성형 해석 기법을 구축하여 다양한 제품 설계에 도움이 될 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.657-663
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• 2018

본 연구에서는 농업용 트랙터에 조립식으로 결합되는 캐빈에 사용되는 방진고무의 진동절연성능을 향상시키기 위하여 형상최적설계를 수행하였다. 초탄성거동을 보이는 고무의 물성을 평가하기 위하여 일축 및 이축 인장시험을 수행하였고 이를 이용하여 유한요소해석에 입력 가능한 재료 모델을 도출하였다. 실제 트랙터의 운전 상태에서 진동을 측정하여 방진고무로 전달되는 입력 가진 및 이로 인한 캐빈 프레임의 응답을 정량화하였다. 비선형 거동을 보이는 방진고무의 특성을 반영하기 위해 정해석을 이용하여 방진고무의 하중-변위 곡선을 도출하였다. 이로부터 특정 하중 혹은 변위가 가해진 상태에서 방진고무의 강성을 계산할 수 있었으며 이를 캐빈의 조화가진해석에 사용하였다. 해석결과와 시험 결과의 비교를 통하여 해석모델 및 기법의 타당성을 검증하였다. 방진고무의 형상설계를 위하여 다구찌의 인자설계법이 사용되었으며 이를 통하여 강성이 최소화된 방진고무의 형상을 찾을 수 있었다. 방진고무의 최적 형상을 고려하여 조화가진해석을 수행한 결과 초기설계 대비 35 % 이상 개선된 진동저감효과를 확인할 수 있었다.

• 오토저널
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• 제3권1호
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• pp.32-37
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• 1981

모든 차형을 간단한 이상형으로 가정하여 그들을 수치적인 값으로 비교할 수 있다면 승용차 차 체의 설계상 매우 큰 도움이 될 것이다. 실제로 새로운 모델의 차가 개발되었을 때에는 다음과 같은 이유 때문에 그 prototype body에 대한 정적 시험이 실시되고 있다. 1) 조기에 설계의 문제점이나 차체의 주결함을 발견할 수 있어 시간과 경비를 절약할 수 있다. 2) 계속적인 정적 시험을 통하여 구조적으로 만족할 만한 road car를 만들 수 있다. 3) 과설계를 방지하여 차체의 경량화에 기여하고, 최적설계의 개발을 위한 길을 제시해 준다. 차체에 대한 정적 시험은 위와 같은 이유 때문에 발전되어 왔으며, 정적 시험의 효과를 ㅊ대로 하기 위하여 그것은 순수한 공학적 원리에 기초를 두어 실제의 사용조건과 충분히 일치되는 시 험으로서 고안되었다. 차체구조는 그 사명의 다양성뿐만 아니라 제작, 개수에 상당한 노력과 시 간이 필요하기 때문에 조기에 문제점을 발견하여 결함을 제지하지 않으면 안된다. 구조체로서의 많은 필요조건 중에서 특히 중요시되는 것은 강도, 강성 및 내구성이다. 그 때문에 차체의 강도, 강성시험은 이론적인 해석(탄성학, 구조역학, 강도학 등)에 앞서 여러가지 방법이 개발되어 왔 으며, 여기에서는 그 중 가장 대표적인 방법인 비틀림시험(torsion test)과 굽힘시험(bending test) 에 관하여 Pony 4-door Sedan 차체의 시험 결과를 토대로 하여 기술하고자 한다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.9-22
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• 2008

이 논문에서는 구조물의 내진성능 향상을 위한 방법으로서 구조부재 및 수동형 감쇠기의 통합최적설계기법을 제시한다. 이는 구조부재 및 감쇠기의 최적배치를 다루는 최적화기법이다. 통합시스템의 최적설계를 위하여 다목적최적화기법을 도입하고, 이를 보다 효율적으로 다루기 위하여 목표신뢰성 제한조건을 갖는 다목적최적화문제로 재구성하였다. 수치해석 예제를 통하여 다양한Pareto 최적해를 제시하였으며, 이들이 기존 설계방법에 상응하는 순차적 설계방법 및 가중합방법에 따른 단일목적함수 최적화방법을 포괄함을 검증하였다. 여러 Pareto 최적해로부터 강성 및 감쇠장치의 사용량을 달리하는 3가지 대표설계안을 선택하고 이들의 내진성능을 다양한 지진하중에 대하여 비교 분석하였다. 이로부터 제시하는 방법이 구조물의 내진성능 향상을 위한 설계방법으로서 효율적으로 적용될 수 있을 것으로 기대된다.