• Title/Summary/Keyword: 중량최소화

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Design Optimization of an Offshore Structure based on Approximation Techniques (근사화 기법 기반 해양구조물의 설계 최적화)

  • Shim, Chun-Sik;Song, Chang-Yong
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2011.04a
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    • pp.689-692
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    • 2011
  • 본 논문에서는 해양작업 상태의 하중조건을 고려한 부유식 원유생산 저장 하역 장치에 설치된 라이져 보강구조의 강도설계에 관련하여 다양한 근사화 기법 기반 설계 최적화 및 그 성능을 비교하고자 한다. 설계 최적화 문제는 하중조건별 구조강도의 제한조건 하에서 중량을 최소화하여 설계변수인 구조 부재치수가 결정되도록 정식화 된다. 비교 연구를 위해 사용된 근사화 기법은 반응표면법 기반 순차적 근사최적화(RBSAO), 크리깅 기반 순차적 근사최적화(KBSAO), 그리고 개선된 이동최소자승법(MLSM) 기반 근사최적화 기법인 CF-MLSM와 Post-MLSM이다. 본 연구에 적용한 MLSM 기반 근사최적화 기법들은 제한조건의 가용성을 보장할 수 있도록 새롭게 개발되었다. 다양한 근사화 모델 기반 설계 최적화 기법에 의한 결과는 설계 해의 개선 및 수렴속도 등의 수치적 성능을 기준으로 실제 비근사 설계최적화 결과와 비교검토 하였다.

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Truss Design Optimization using Ant Colony Optimization Algorithm (개미군락최적화 알고리즘을 이용한 트러스 구조물의 설계최적화)

  • Lee, Sang-Jin;Han, Yu-Dong
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2010.04a
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    • pp.709-712
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    • 2010
  • 본 논문은 개미군락최적화 알고리즘을 이용한 트러스 구조물의 설계최적화에 대한 이론적 배경과 수치해석 결과를 기술하였다. 트러스의 설계최적화를 수행하기 위하여 구조물의 중량을 최소화하는 것을 목적 함수로 하고 구조물에서 발생하는 응력과 변위의 허용치를 초과하지 않는 것을 구속조건으로 이용하였다. 본 연구에서는 개미군락알고리즘을 구조물의 최적화에 적용하기 위하여 외판원문제(travelling salesman problem: TSP)를 재 정의하는 방법을 사용하였으며 최대-최소개미시스템(max-min ant system)을 도입하여 트러스 구조물의 최적설계를 수행하였다. 이때 이산화 된 설계변수를 사용하였으며 구속조건을 처리하기 위해서 벌점함수를 사용하였다. 본 연구를 통하여 개미군락최적화 알고리즘은 구조최적화에 그 적용 가능성이 높았으며 전통적인 최적검색 기법의 새로운 대안으로 이용될 수 있는 것으로 나타났다.

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OWL 프로토타입 마운트 개발

  • O, Jun-Ho;Lee, Jeong-Ho;Park, Yeong-Sik;Choe, Yeong-Jun;Park, Jang-Hyeon
    • The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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    • v.37 no.2
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    • pp.219.1-219.1
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    • 2012
  • 우주물체 전자광학 감시체계(OWL: Optical Wide-field Patrol)의 50cm급 자동망원경 마운트 시스템은 인공위성 관측을 위해 고속으로 움직이면서도 안정적인 추적이 가능해야 하며, 무엇보다 해외설치를 위한 경량화 및 무인 운영을 위한 신뢰성 있는 시스템이어야 한다. 우리가 개발한 경위대식 마운트는 웜기어가 아닌 마찰구동 방식으로 백래쉬가 없고 소음 및 진동을 최소화할 수 있다. 마운트의 자체 중량은 약 400kg이며 최대 가반하중은 250kg까지 가능하다. 지향정밀도와 밀접한 연관이 있는 절대 반복도는 warm start의 경우 5 acrsec, cold start의 경우 10 arcsec이며, 별관측을 통한 추적오차는 10분동안 2 arcsec이내의 값을 가지는 것으로 확인되었다. 마운트의 최대속도는 약 20deg/sec이며, 해외 환경에서의 작동을 위해 내부 온도제어를 통하여 이슬 및 결빙을 방지하도록 하였다.

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A Design of Backstepping Adaptive Controller for Displacement Control of Port Automated Container Transportation System (자동화 항만 컨테이너 이송시스템의 위치제어를 위한 Backstepping 적응 제어기 설계)

  • Lee, Jin-Woo;Kim, Jeong-Tae;Lee, Young-Jin;Lee, Kwon-Soon
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2007.04b
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    • pp.134-137
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    • 2007
  • LMTT(Linear Motor-based Transfer Technology) 시스템은 항만 컨테이너 이송장치의 자동화 시템으로 기술적 포화상태에 이른 AGV (Automated Guided Vehicle)의 대체 수단으로 제안되었다. 본 논문에서는 PMLSM (Permanent Magnetic Linear Synchronous Motor)을 기본 구조로 한 LMTT에서 발생할 수 있는 레일과 차체간의 인척력 변화와 다양한 부하 중량에 대한 시스템 내부 변수의 변동에 적응할 수 있는 제어기 설계에 초점을 두었다. 그렇게 됨으로써 제어시 큰 방해요소로 작용하는 마찰력에 의한 백래쉬 및 데드존을 최소화하여 속응성 및 정밀도를 향상시키고자 하였다.

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Optimal transporter scheduling at a shipyard (트랜스포터의 최적 일정계획 연구)

  • Bak, Na-Hyun;Shin, Jae-Young
    • Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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    • 2013.06a
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    • pp.216-217
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    • 2013
  • 대형 조선소에서 하루 수십, 수백 개의 블록 이동이 있고 이동량이 많아지면 트랜스포터의 수, 운전기사, 신호수의 요구 증가를 야기해 비용 증가에 영향을 미친다. 또한 조선소에서 블록 이동은 공정 사이의 흐름에 영향을 미치며 전체 일정을 지연시킬 수도 있다. 그러므로 잘짜여진 블록 이동문제는 생산성 증가과 총 비용 감소에 있어 중요하다. 트랜스포터를 이용하여 블록을 이동하는데 트랜스포터란 고가의 특수운반차량으로 조선소에서 종류별(수백톤급)로 보유하고 있다. 트랜스포터는 가용 중량 이상의 블록을 이동할 수 없는데 이 때 두 대 이상의 차량을 결합하여 운반할 수 있다. 본 연구에서는 블록 무게와 트랜스포터의 적재 용량을 고려한 트랜스포터의 일정계획 문제를 다룬다. 계획된 공정 시간에 맞춰 블록이 도착할 수 있도록(지연시간 최소화)하는 모형을 정의하고 휴리스틱 알고리즘을 제안한다. 그리고 실험을 통해 최적화 모형과 휴리스틱 알고리즘의 효과를 검증하고자 한다.

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Design Sensitivity Analysis and Optimal Design to Control Forced Harmonic Vibration of Structure (구조물 진동제어를 위한 설계 민감도해석 및 최적설계)

  • J.H. Lee;K.H. Lee
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.32 no.4
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    • pp.64-72
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    • 1995
  • Sizing design sensitivity analysis of structures subjected to the harmonic vibration is performed using adjoint variable method. Constraint is the stress and sizing design variables are thickness, bending moment of inertia, and cross-sectional area of structures. Accurate sensitivities are computed and plotted sensitivity can be used as a design guidance tool. The accuracy of sensitivities is verified by the finite difference values. Also, optimal design of three-bar structure is performed using the computed sensitivity and feasible direction method while satisfying constraints and obtaining the minimum weight.

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The Kingdome Implosion (미국 Kingdome 구조물 발파해체사례)

  • 대한화약발파공학회
    • Explosives and Blasting
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    • v.18 no.4
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    • pp.61-68
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    • 2000
  • 본 기사는 2000년 3월 26일 미국 시애틀 소재 Kingdome 체육관 시설을 발파해체공법을 이용하여 해체한 사례로서 The Journal of Explosives Engineering(v.17 n.5, 2000)에 기고한 Dr. Douglas A. Anderson (Senior Consultant, West Chester, PA office of Schnabel Engineering Associates, Inc.)의 글을 옮긴 것이다. Kingdome 구조물의 해체와 해제 후 Seahawk Stadium 건설의 책임을 맡은 주계약자는 Turner Construction 회사이며 발파해체 사전준비 및 사후처리의 택일은 Aman Environment사, 발파해체 설계 및 시공은 CDI사, 주위 주요 구조물에 대한 영향평가 및 진동계측은 Schnabel Engineering Associates사가 맡아 수행하였다. 이 건물은 세계에서 가장 큰 규모의 쉘 콘크리트 돔 구조로 되어 있으며, 주위에 주요 구조물들이 위치하고 있고 특히 이 지역에 과거 발생했던 지진으로 인하여 주민들이 지반진동에 대한 피해나 또는 지진을 유발하수도 있다는 위험 가능성에 매우 예민하여 관심이 높았던 해체사례이다. 이 구조물을 한번에 붕괴시킬 경우 지반에 25,000톤의 중량이 충격으로 작용할 수 있으므로 충격을 최소화하기 위한 방법에 초점을 맞추어 설계되었으며 5,905개의 천공에 4,728파운드(약 2,145kg)의 폭약이 사용되었고 도폭선을 이용하여 기폭시켰다. 사용된 도폭선의 길이는 약 37.9 Km에 달하였다. 발파해체 기사에 나타나 있듯이 주위에 피해를 주지 않고 성공적으로 수행되었다.

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A Study on Structural Design of Conveyor Frame for High Efficiency Gantry Crane (고효율 갠트리 크레인용 컨베이어 프레임의 구조설계에 관한 연구)

  • Lee S. W.;Shim J. J.;Han D. S.;Park J. S.;Han G. J.;Lee K. S.;Kim T. H.
    • Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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    • 2004.11a
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    • pp.317-322
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    • 2004
  • In this study the structural design of conveyor frame was carried out for the high efficiency gantry crane which can improve the productivity of the container transportation job by reducing cycle time. When the gantry crane was operated, the conveyor frame was deflected largely by its deadload and the total weight of containers placed on it. Therefore thicknesses of conveyor frame to minimize its deadload were designed by the size optimization using ANSYS program as the bending stress and the deflection of frame due to this simulation satisfied their required values.

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Light-weight Design with a Simplified Center-pillar Model for Improved Crashworthiness (측면충돌 성능 향상을 위한 고강도 강판의 적용 및 단순 센터필러 모델의 최적경량설계)

  • Bae, Gi-Hyun;Huh, Hoon;Song, Jung-Han;Kim, Se-Ho
    • Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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    • v.14 no.6
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    • pp.112-119
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    • 2006
  • This paper is concerned with the light-weight design of a center-pillar assembly for the high-speed side impact of vehicle using advanced high strength steels(AHSS). Steel industries continuously promote the ULSAB-AVC project for applying AHSS to structural parts as an alternative way to improve the crashworthiness and the fuel efficiency because it has the superior strength compared to the conventional steel. In order to simulate deformation behavior of the center-pillar assembly, a simplified center-pillar model is developed and parts of that are subdivided employing tailor-welded blanks(TWB) in order to control the deformation shape of the center-pillar assembly. The thickness of each part which constitutes the simplified model is selected as a design parameter. Factorial design is carried out aiming at the application and configuration of AHSS to simplified side-impact analysis because it needs tremendous computing time to consider all combinations of parts. In optimization of the center-pillar, S-shaped deformation is targeted to guarantee the reduction of the injury level of a driver dummy in the crash test. The objective function is constructed so as to minimize the weight and lead to S-shape deformation mode. Optimization also includes the weight reduction comparing with the case using conventional steels. The result shows that the AHSS can be utilized effectively for minimization of the vehicle weight and induction of S-shaped deformation.

A Study on Structural Design of Conveyor Frame for High Efficiency Gantry Crane (고효율 갠트리 크레인용 컨베이어 프레임의 구조설계에 관한 연구)

  • Lee S.W;Shim J.J;Han D.S;Park J.S;Han G.J;Lee K.S;Kim T.H
    • Journal of Navigation and Port Research
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    • v.28 no.10 s.96
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    • pp.941-946
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    • 2004
  • In this study the structural design of conveyor frame was carried out for the high efficiency gantry crane which can improve the productivity of the container transportation work by reducing cycle time. When the gantry crane was operated, the conveyor frame was deflected largely by its deadload and the total weight of containers placed on it. Therefore thicknesses of conveyor frame to minimize its deadload were designed by the size optimization using ANSYS program as the bending stress and the deflection cf frame due to this simulation satisfied their required values.