In this study, the structural optimal design was applied to the girder of over head crane. The optimization was carried out using ANSYS code fur the deadweight of girder, especially focused on the thickness of its upper, lower, reinforced and side plates. The weight could be reduced up to around 15% with constraints of its deformation, stress and buckling strength. The structural safety was also verified by the buckling analysis of its panel structure. It might be thought to be very useful to design the conventional structures fur the weight save through the structural optimization. The objective function and restricted function were estimated by the orthogonal array, and the sensitivity analysis of design variable fur that was operated.
Burrs formed during face milling operations are very hard to characterize because there are many parameters that affect the cutting process. Many researchers have tried to predict burr characteristics including burr size and shapes with various experimental conditions such as cutting speed, feed rate, in-plane exit angle, number of inserts, etc., but it still remains as a challenging problem for the complex combined effects between the parameters. In this paper, the Taguchi method, which is a systematic optimization application in design and analysis of experiments, is introduced to acquire optimum cutting parameters for burr minimization in face milling. Also, analysis of variance (AVOVA) is employed to study the performance characteristics in more detail. Experimental verifications are provided to show the effectiveness of this approach.
This paper presents a dynamic modeling and a robust PID controller design process for the wire bonder head assembly. For the modeling elements, the system is divided into electrical system, magnetic system, and mechanical system. Each system is modeled by using the bond graph method. The PID controller is used for high speed/high accuracy position control of the wire bonder assembly. The Taguchi method is used to evaluate the more robust PID gain combinations. This study makes use of an L18 array with three parameters varied on three levels. Computer simulations and experimental results show that the designed PID controller provides more improved signal to noise ratio and reduced sensitivity than the conventional PID controller.
본 연구에서는 유한요소해석과 다구찌 방법을 통해 높은 토크 저항력과 결합력을 갖는 클린치 스터드를 설계할 때 이에 영향을 미치는 설계 변수들의 적합한 조건을 도출하였다. 목적함수로 최대성형하중과 소재의 충만율을 고려하였으며 설계변수로 홈 높이, 로브 직경, 로브 높이 그리고 홈 깊이를 선정하였고 이들 제어인자와 마찰을 잡음인자로 하여 직교배열표를 조합하고 실험횟수별 유한요소해석을 통해 성형하중과 충만율을 평가하였다. 그리고 다구찌 방법의 S/N비를 이용하여 시뮬레이션결과를 해석하였고, 이들 해석결과로부터 최적의 조합조건을 제안하였다. 충만율에 가장 큰 영향을 주는 인자는 로브 높이, 홈 높이, 로브 직경 그리고 홈 깊이 순 임을 확인하였다.
주름 개선을 위한 활성물질인 아데노신의 경피 투과를 위해 나노 플렉시블 베시클에 포집을 시도하였다. 나노 플렉시블 베시클은 인지질, 에탄올, lysolecithin으로 구성되는데, 수화 과정에서 형성된 액정 상을 물속에 분산시켜 만드는 액정형 베시클이다. 본 연구에서는 베시클 입자크기에 영향을 미치는 요인을 알아보기 위하여 실험계획법 중 하나인 다구찌 방법을 적용하였다. 다구찌 직교 배열을 활용하여 베시클 입자크기에 대한 망소 특성의 S/N 비를 산출하였다. 베시클 구성성분에서 에탄올과 lysolecithin 비율, 수화 과정에서 투입되는 수용액 양 등이 베시클 입자크기에 큰 영향을 미치는 주요 인자들이고, ANOVA 분석을 통해 이들 인자가 신뢰수준 95%에서 유의함을 확인하였다.
In practical design process, designer needs to find an optimal solution by using full factorial discrete combination, rather than by using optimization algorithm considering continuous design variables. So, ANOVA(Analysis of Variance) based on an orthogonal array, i.e. Taguchi method, has been widely used in most parts of industry area. However, the Taguchi method is limited for the shape optimization by using CAE, because the multi-level and multi-objective optimization can't be carried out simultaneously. In this study, a combined method was proposed taking into account of multi-level computational orthogonal array and TOPSIS(Technique for Order preference by Similarity to Ideal Solution), which is known as a classical method of multiple attribute decision making and enables to solve various decision making or selection problems in an aspect of multi-objective optimization. The proposed method was applied to a case study of the multi-level shape optimization of lower arm used to automobile parts, and the design space was explored via an efficient application of the related CAE tools. The multi-level shape optimization was performed sequentially by applying both of the neural network model generated from seven-level four-factor computational orthogonal array and the TOPSIS. The weight and maximum stress of the lower arm, as the objective functions for the multi-level shape optimization, showed an improvement of 0.07% and 17.89%, respectively. In addition, the number of CAE carried out for the shape optimization was only 55 times in comparison to full factorial method necessary to 2,401 times.
일반적으로 고성능의 레이스카나 스포츠카 시장에서 차량의 프레임 설계는 매우 중요한 기술적 요소로 작용하고 있다. 차량의 비틀림 강성은 차량의 코너링 성능에 많은 영향을 주기 때문에 레이스 차량에 있어 우수한 성능의 프레임이라는 것은 높은 비틀림 강성을 가진다는 것을 뜻한다. 본 연구에서는 입문용 포뮬러 레이스카 프레임의 최적 비틀림 강성 설계를 위하여 다구찌 직교배열표를 가진 실험계획법과 유한요소 해석 기술을 이용하였다. 이러한 기법을 통해서 얻은 결과가 초기설계단계에서 보다 14.5%의 무게를 감량함과 동시에 무게 대비 비틀림 강성 10.7%의 개선 효과를 볼 수가 있었다. 따라서 본 연구에서는 직교배열표를 가지는 실험계획법을 이용한 구조해석이 설계 초기단계에서 저가형 레이스 차량에 사용되는 Tubular space frame 설계에 매우 유용함을 나타내고 있다.
더 빠른 절삭속도와 이송속도를 위한 고속가공은 표면품위와 재료제거율의 증가를 초래한다. 이 논문은 고속가공을 위한 정면밀링커터를 사용한 가공에서 획득된 진동특성에 관한 절삭조건의 영향을 연구하였다. 이 논문에서, 직교배열 테이블에 기초한 다구찌 실험계획법은 고속 정면밀링커터를 사용한 진동특성을 연구하기 위해 적용되었다. 실험조건은 직교배열 $L_{27}(3^{13})$ 을 사용하였다. 실험의 계획과 분석은 S/N비(신호 대 잡음비)와 분산분석을 이용하여 진동에 관한 절삭조건의 영향을 연구하기 위해 수행되었다. 절삭 파라미터 즉 이송속도, 챔퍼길이, 절삭속도 그리고 절삭깊이는 진동 특성치를 고려하여 최적화 되었다.
The robotic $CO_2$ welding is a manufacturing process to produce high quality joints for metal and it could provide a capability of full automation to enhance productivity. Despite the widespread use in the various manufacturing industries, the full automation of the robotic $CO_2$ welding has not yet been achieved partly because the mathematical model for the process parameters of a given welding task is not fully understood and quantified. Several mathematical models to control welding quality, productivity, microstructure and weld properties in arc welding processes have been studied. However, it is not an easy task to apply them to the various practical situations because the relationship between the process parameters and the bead geometry is non-linear and also they are usually dependent on the specific experimental results. Practically, it is difficult, but important to know how to establish a mathematical model that can predict the result of the actual welding process and how to select the optimum welding condition under a certain constraint. In this research, an attempt has been made to develop an intelligent algorithm to predict the weld geometry (top-bead width, top-bead height, back-bead width and back-bead height) as a function of key process parameters in the robotic $CO_2$welding. To achieve this above objective, Taguchi method was employed using five different process parameters (tip gap, gas flow rate, welding speed, arc current, welding voltage) as a guide for optimization of process parameters.
Recently, linear motors are applied to many small precision products. Thus high generating power with small size is required of it. In order to increase the motor efficiency, the design variables need to be optimized. In this study, Vector Fields FEM software, OPERA-3d, was used for simulating linear motor. The thrust and magnetic flux density at the air-gap center were simulated and compared with the experimental results. Taguchi method was applied to investigate the effects of each variables. As a result, the thickness of conductor and magnet was important for the thrust but the thickness of the yoke. The temperature of the conductor was determined by finding the thermal conductivity that was determined by experimentation. Correlation equation relating to the thrust and temperature was proposed by Latin square and Least Square method. The optimum design variables were determined by correlation equation, and compared with simulation results. According to this analysis, thrust force of linear motor was improved about 7% comparing with conventional model.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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