• 제목/요약/키워드: 중량최적설계

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대면적 Lithography 장비 mask holder part의 경량화 구조해석

  • 정준영;이우영;강흥석
    • 한국반도체및디스플레이장비학회:학술대회논문집
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    • 한국반도체및디스플레이장비학회 2006년도 춘계학술대회
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    • pp.244-250
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    • 2006
  • 디스플레이 장치를 제조함에 있어 Lithography 공정은 매우 중요한 공정으로 인식되고 있으나 아직까지 Lithography 장비의 국내 기술개발 수준은 선진사에 비해 많이 뒤져있다고 볼 수 있다. 최근 디스플레이 산업의 폭발적인 성장과 더불어 보다 확실하고 안정적인 생산을 위해서는 Lithography 장비의 국산화 기술개발이 시급한 상황이다. 현재 시중에 나와 있는 제품의 경우 mask holder part의 과도한 중량으로 인해 교체의 어려움이 있고 그로 인해 장비의 자동화에 걸림돌이 되고 있는 상황이다. 본 연구는 Lithography 장비를 구성하는 핵심기술요소 중 mask holder part의 경량화 설계를 위한 최적 조건을 구조해석을 통해 찾아보았다.

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유공형상에 따른 판의 응력 집중 해석 (A Stress Concentration Analysis in Plates with Various Shaped Cutouts)

  • 우진호;나원배
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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    • pp.196-199
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    • 2010
  • 본 연구는 판에 존재하는 유공형상에 따른 응력 집중 해석이다. 일반으로 판은 가공이 쉽고 제작이 편리하여 그 사용이 많다. 이러한 판의 연결에는 원형의 유공을 이용하는 경우가 많고 구조물의 중량감소를 목적으로 유공을 만드는 경우도 있다. 그러나 판에 존재하는 유공의 경우 응력 집중으로 인한 균열생성과 같은 단점을 가진다. 이를 보완하기 위해 유공부의 최적설계 및 응력해석과 같은 많은 연구들이 수행되고 있다. 본 연구에서는 원형, 정사각형과 정삼각형의 유공을 유한 요소 프로그램을 이용하여 시뮬레이션하고 유공형상에 따라 판에 발생하는 응답을 알아보았다. 또한 원형유공의 응답을 기준으로 정사각형과 정삼각형 유공의 모서리의 곡률반경을 변화시켰을 때 발생하는 응답을 비교하였다. 상용 유한 요소 프로그램인 ANSYS/Workbench를 사용하여 인장응력하의 유공판의 응답 해석을 수행하였으며 얻어진 결과를 유공의 형상, 곡률반경의 변화에 따라 분석하였다.

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4차선급 신형식 방음터널 거더 제안 및 구조적 성능평가 (Proposal of a New Type of 4-Lane Soundproof Tunnel Girder and Structural Performance Evaluation)

  • 고원희;김민재;마천;강덕만;지광습
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제25권5호
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    • pp.24-31
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    • 2021
  • 기존 H형강을 활용한 방음터널의 경우 높은 중량으로 하부구조에 많은 부담을 주기 때문에 경량화된 구조와 안정성을 모두 갖춘 신형식 거더 개발이 필요하다. 본 논문에서는 H 형강 플랜지를 상/하현재로 대체하고, 복부판에 공동단면을 적용하여 새로운 방음 터널 거더 설계를 제안한다. 최적의 형상을 개발하기 위해 비지지 비율과 공극 단면 형상에 따른 구조물의 거동을 분석하였다. 비지지구간 비율이 감소할수록, 비지지구간 개수가 증가할수록 거더에 작용하는 축력이 증가하고 모멘트는 감소하였다. 또한, 복부판 공동 단면의 타원 장축의 길이가 길수록 응력집중계수가 감소하는 결과를 확인하였다. 방음터널 거더의 비지지구간 비율이 0.4, 비지지구간 개수가 16이고 복부판의 형상이 E180 단면일 때의 조합이 가장 유리하지만, 방음판에 대한 시공성을 고려하여 실제 방음터널의 최적 설계로 최대 비지지구간 개수를 13, 비지지구간 비율을 0.7로 채택하였다. 최적 매개변수를 적용한 아치형 거더 분석 결과, 복부판 공동단면의 장축의 길이가 길수록 구조적 효율과 경제성이 증가하지만, 단면부의 공동 단면의 장축 길이가 일정 구간 이상으로 커지면 최대처짐에 불리함을 확인하였다. 3개의 아치형 거더를 연결한 신형식 방음터널의 좌굴 안전성을 평가하여 좌굴에 있어 설계 하중에 비해 약 3.7배 이상 구조적 안전성을 확보하고 있는 것을 확인하였다. 경량화와 안전성을 동시에 만족하는 최적 설계를 제시하였다.

평행구동방식 로봇 조작기의 진동제어 (Vibration Control of a Robot Manipulator with a Parallel Drive Mechanism)

  • 최승철;하영균;박영필
    • 대한기계학회논문집
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    • 제15권6호
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    • pp.2015-2025
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    • 1991
  • 본 연구에서는 무거운 부하중량(payload)을 운반하는 평행구동기구(parallel drive mechanism)를 가진 2 자유도 수직 로봇 조작기의 마지막 링크를 고속화 및 작업 영역의 확대를 위해 경량의 길이가 긴 링크로 구성하고, 동적 해석 및 제어를 위해 이 를 수직면상에서 회전하는 첨단질량을 가진 Euler-Bernoulli 외팔보로 모델링하였다. Hamilton의 원리를 적용하여 계의 지배방정식을 구하였으며 이를 조작기의 최종 자세 (configuration)에 대한 교란변수들(periturbed variables)을 도입하여 이산시간계 상 태방정식으로 표시하였다. 계의 상태방정식에 대해 디지탈 최적제어 및 최적관측기 이론을 적용하여, 유연한 조작기의 위치 및 진동제어를 병해하여 수행하는 제어기를 설계하였으며, 제어기의 효율성 및 적용성을 검토하기 위하여 수치해석 및 실험을 행 하였고 이들 결과를 비교, 검토하였다.

기술논문 : 연성하중해석을 이용한 구조 최적화 기법 연구 (Technical Papers : Optimization Method of Structure by Using Coupled Load Analysis)

  • 이영신;김인걸;황도순
    • 한국항공우주학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.132-138
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    • 2002
  • 오늘날 여러 가지 측면에서 전략적으로 고성능의 위성 본체를 개발하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 부분구조합성법의 하나인 구속모드법을 이용한 연성하중해석 기법 및 모달 과도해석법을 사용하여 위성체 구조부재에 대한 최적화를 수행하였다. 제안된 방법은 초기 설계시, 일반적으로 사용되고 있는 준정적 하중을 이용하지 않고, 동종의 발사체에 대해 유사한 위성과의 연성하중해석 자료를 이용함으로써, 각 구조부재에 대해 보다 정확한 결과를 얻을 수 있는 장점이 있다. 예제를 통해 제안된 기법이 초기단계의 위성체 구조 부재의 효율적인 최적설계 및 중량 감소를 위해 적용될 수 있음을 확인하였다.

물류의 효율적 관리를 위한 자동화 시뮬레이션 시스템 설계 (The Design of Automation Simulation System For Efficient Logistics Management)

  • 김상현;이우;오승홍;이주완;김원중
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제17권1호
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    • pp.187-192
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    • 2022
  • 현재 컨테이너 항만은 최신의 정보통신 기술을 활용한 자동화된 운영시스템에 의해 규격화된 컨테이너들은 최적의 적부계획(Stowage Planning)에 의해 체계적으로 이루어지고 있다. 그러나 단위 중량이 수십 톤에 이르는 철강 코일의 적부는 현재까지도 수작업으로 이루어지고 있어서 작업이 매우 비효율적이다. 그 결과로 작업들은 지연되고 안전사고들도 자주 발생되고 있다. 본 연구에서는 수작업에 의한 철강코일의 적부 과정에서 일어나는 판단착오, 체선, 안전사고 등을 방지하기 위하여 철강코일 적부 자동화 시뮬레이션 시스템을 설계하였다.

항공기부품가공용 공작기계 헤드프레임 구조의 위상최적화 설계 (Topology Optimization Design of Machine Tools Head Frame Structures for the Machining of Aircraft Parts)

  • 윤태욱;이석순
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.18-25
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    • 2018
  • 가공의 정밀도와 난삭재 가공이 요구되는 항공기부품용 공작기계의 헤드프레임 구조는 정밀 고속가공을 위해 경량화 및 절삭력에 의한 변형최소화가 필요하다. 본 논문에서는 고강성 경량화 구조 최적설계를 위해 유한요소해석을 수행하여 초기형상을 설계하였고, 컴플라이언스를 최소화하여 경량, 고강성 및 저진동 구조의 위상 최적화 설계를 수행하였다. 최적화 설계결과 프레임 중량은 17.3% 감소되었고, 최대 처짐량은 0.007 mm 이하, 고유진동수는 30.6% 증가되었다. 구조 정강성은 각 축 방향으로 증가되었고, 동강성은 축에 따라 상반된 결과를 나타내었다. 위상 최적화 설계 구조에서 저진동의 고강성을 갖는 최적화된 구조를 확인하였다.

최적설계 시스템을 이용한 부품에 대한 형상설계 방법론 (Methodology of Shape Design for Component Using Optimal Design System)

  • 이준성;조성규
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권1호
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    • pp.672-679
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    • 2018
  • 본 논문은 최적설계 시스템을 이용한 형상설계 방법론에 대해 설명하고 있으며, 일반적으로 3차원 해석은 설계를 위해 반드시 필요하다. 퍼지지식처리 수법과 계산기하학적 기법에 바탕을 둔 자동화된 유한요소 메쉬 생성 기법은 상용화된 유한요소해석코드와 솔리드모델러와 함께 시스템에 결합되어 있다. 또한, 다층형 신경망의 도움과 함께 개발된 시스템은 다차원 설계변수 공간에 존재하는 여러 만족하는 설계해인 디자인윈도우를 얻을 수 있게 해준다. 개발된 최적화 설계 시스템 사용된 부품을 평가하는데 성공적으로 적용하였다. 사이드 하우징 브라켓을 현장에서 사용되어지는 굴삭기의 힘과 유압브레이커의 작용하는 응력을 응력 게이지로 사이드 하우징 브라켓의 크랙 발생부위에 부착하여 최대응력이 얼마나 걸리는지를 측정하였다. 적용하는 대상을 현장에서와 동일한 조건하에서 최대응력이 허용응력보다 같거나 적게 하고, 기존형상 유지, 재질은 SM490, 중량 최소화 안전계수는 3으로 하여, 최대응력 값에 대한 해석을 수행하였다. 구조가 비교적 간단한 36톤용 사이드 하우징 브라켓을 최적화하였지만, 다른 클래스의(톤수 별) 사이드 하우징 브라켓 적용 시 품질향상에 크게 기여하리라 생각된다.

임도설계(林道設計)에의 응용(應用)을 위한 흙의 토질(土質) 역학적(力學的) 특성(特性) (A Soil Mechanical Study for a Practical Application to Forest Road Construction)

  • 김기원
    • 한국산림과학회지
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    • 제84권2호
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    • pp.166-177
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    • 1995
  • 본 연구의 내용은 임도건설(林道建設) 예정지역(豫定地域)의 흙을 어떻게 토질(土質) 역학적(力學的)으로 실험하여 실제적으로 응용할 수 있는가를 다루는 것이다. 이를 위해 8개 플롯에서 각 플롯 당 2 개씩 총 16개의 토양시료(土壤試料)를 채취하였다. 실험내용은 흙이 흩어지기 전후의 단위중량(單位重量), 함수량(含水量), 액성(液性) 및 소성한계(塑性限界), 다짐도 시험(試驗), 입도시험(粒度試驗) 등이다. 흩어지기(교란(攪亂)) 전후의 전체 단위중량(${\rho}_t$)은 각각 $1.69g/cm^3$$1.19g/cm^3$이었으며, 함수량(含水量)은 21.0%와 20.5%였다. 체분석과 비중계(比重計)에 의한 입도시험결과 얻은 균등계수(均等係數) U와 곡율계수(曲率係數) C는 각각 125와 0.42를 보이고 있어 전체적으로 좋은 입도분포는 아니었다. USCS에 의한 토양분류는 SM(실트질 모래 내지 모래실트 혼합토)으로서 성토재료(盛土材料)로서는 좋지 않은 것으로 보인다. 다짐시험결과 자연상태의 단위중량(${\rho}$)과 최적(最適) 단위중량(單位重量)(${\rho}pr$)은 각각 $1.40{\pm}0.065g/cm^3$$1.88{\pm}0.049g/cm^3$로 나타났는데, 이것은 ${\rho}pr$에 도달하기 위해 성토시(盛土時) 더 많은 다짐작업과 토량(土量)이 필요함을 의미한다.

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