• 제목/요약/키워드: 최소중량화설계

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복합적층 평패널의 최소중량화설계 (Minimum Weight Design of Stiffened Laminated Composite Flat Panel)

  • 원종진;이종선;윤희중;홍석주
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제4권3호
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    • pp.159-163
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    • 2003
  • 본 논문에서는 복합적층 평패널의 최소중량화설계를 수행하기 위하여 길이방향 보강재로 보강된 평패널에 축압축 하중이 작용할 경우 좌굴하중을 구한다. 또한 좌굴에 대한 최소중량화설계를 유한차분에너지법을 이용한 선형좌굴이론과 비선형좌굴이론에 의해서 구하고 비선형 탐색 최적설계기법 ADS를 활용하여 해석한다. 복합적층 평패널의 종횡비는 1, 3, 7에 대하여 고려하였다.

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보강원통셸의 최소중량화설계 연구 (A Study on the Minimum Weight Design of Stiffened Cylindrical Shells)

  • 원종진
    • 대한기계학회논문집
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    • 제16권4호
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    • pp.630-648
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    • 1992
  • 본 연구에서는 여러가지 하중조건하에서 단순지지된 보강원통셸의 최소중량화 설계문제를 CONMIN을 사용하여 해석하고, 일반적인 대칭적층[0/.+-..theta./90]$_{s}$ 의 복합 적층원통셸, 복합적층honeycomb sandwich원통셸, 그리고 보강된 복합적층원통셸의 최 소중량화 설계문제에도 확장 적용한다. 설계변수(design variable)로는 등방성재료 인 경우와 복합적층인 경우 최대 9개, 부등제한조건으로는 전체좌굴(general buckling ), 준전체좌굴(panel buckling), 판 및 보강재의 국부좌굴(local cripping), 로링모드 (rolling mode), 그리고 응력과 변형률제한 등의 성질제한조건(behavior constraints) 과 설계변수의 상, 하한을 나타내는 기하학적 제한(side constraints)등 최대 32개를 설정한다. 본 최소중량화 설계예에서는 보강재의 최적단면형상을 검토하기 위하여 직사각형(R)형, I형, 그리고 T형 단면 등의 보강재들을 사용한다.

이중 선각 유조선의 최적 구조 설계 시스템 개발 (Development of Optimum Structural Design System for Double Hull Oil Tankers)

  • 장창두;나승수
    • 대한조선학회논문집
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    • 제37권1호
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    • pp.118-126
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    • 2000
  • 저자들에 의해 기 제안한 바 있는 일반화 경사처짐법을 이용하여 이중 선각 유조선의 최적 구조 설계 시스템을 개발하였다. 최적화 기법으로는 직접탐색법의 일종인 Hooke와 Jeeves 방법을 사용하여 이산화변수를 용이하게 처리할 수 있도록 하였다. 일반화 경사처짐법과 최적화 기법을 결합하여 선급규정에 의한 종강도 부재의 최소 중량 설계프로그램과 일반화 경사처짐법에 의한 횡강도 부재 및 횡격벽 부재의 최소 중량 설계 프로그램을 개발하였다. 개발한 프로그램을 이용하여 tank 배치를 고려한 이중 선각 유조선의 최적 구조 설계를 수행하여 실적선의 설계 치수 및 선각 중량과 비교하였으며, 최소 중량을 주는 tank 배치와 tank type을 결정할 수 있었다.

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일반화 경사처짐법에 의한 유조선 횡강도 부재의 최소 중량 설계 (Minimum Weight Design of Transverse Frames of Oil Tankers by Generalized Slope Deflection Method)

  • 장창두;나승수
    • 대한조선학회논문집
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    • 제33권3호
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    • pp.103-111
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    • 1996
  • 이미 저자들에 의해 기존의 경사처짐법을 일반화하여 일반화 경사처짐법을 정립하였으며, 일차적으로 횡강도 해석 측면에서 그 유용성을 확인하기 위해 유조선을 대상으로 frame modeling을 통한 횡강도 해석을 수행한 바 있다. 본 연구에서는 설계 측면에서의 일반화 경사처짐법의 유용성을 확인하기 위해 일반화 경사처짐법과 이산화 변수를 고려한 최적화 기법을 결합하여 최소 중량 설계 프로그램을 개발하였다. 이 프로그램을 통해 주어진 설계 조건하에서 최소 중량을 주는 유조선의 설계 치수를 결정할 수 있었으며, 실적선에 비해 상당한 양의 선각 중량이 감소가 되는 설계가 가능함을 보여 주었다.

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조합하중이 작용하는 복합적층 패널의 최소중량화설계 (Minimum Weight Design of Laminated Composite Panel under Combined Loading)

  • 이종선
    • 한국공작기계학회논문집
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    • 제15권1호
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    • pp.95-101
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    • 2006
  • Minimum weight design of laminated composite panel under combined loading was studied using linear and nonlinear deformation theories and by closed-form analysis and finite difference energy methods. Various buckling load factors are obatined for laminated composite panels with rectangular type longitudinal stiffeners and various longitudinal length to radius ratios, which are made from Carbon/Epoxy USNl25 prepreg and are simply-supported on four edges under combined loading, and then for them, minimum weight design analyses are carried out by the nonlinear search optimizer, ADS. This minimum weight design analyses are constructed with various process such as the simple design process, test simulation process and sensitivity analysis. Subseguently, the buckling mode shapes are obtained by buckling and minimum weight analyses.

R형 보강재로 보강된 복합적층 원통형패널의 최소중량화설계 (Minimum Weight Design of Stiffened Laminated Composite Cylindrical Panel with R Type Stiffener)

  • 원종진;이종선;홍석주
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2001년도 춘계학술대회 발표논문집
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    • pp.103-107
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    • 2001
  • This study is simulation about buckling behavior under axial compression which is cylindrical panel laminated USN125 and USN150 made by various winding angle. And also this study compare with linear and nonlinear FDEM theory, and FEM theory. To solve the objective function and the design variables, this study use the linear and nonlinear buckling theories or FDEM and nonlinear search optimum design method of ADS for minimum weight design on which stiffened laminated composite cylindrical panel with stiffener that R-type section.

복합재료 쌍동형 초고속선의 최적 구조 설계 - 최소 중량 설계 (The Optimum Structural Design of the High-speed Surface Effect Ship using Composite Materials - Minimum Weight Design)

  • 장창두;김호경
    • 대한조선학회논문집
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    • 제35권2호
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    • pp.94-103
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    • 1998
  • 최근 선박의 고속화와 경량화가 중요시되면서 고속화에 적합한 선형과 경량화를 위한 재질의 연구가 활발히 진행되고 있다. 따라서 본 논문에서는 고속화와 경량화에 적합한 복합재료를 이용한 쌍동형 초고속선의 최소 중량 설계를 위한 구조 설계 기법과 전산 프로그램을 개발하였다. 또한 개발된 프로그램을 이용하여 복합재료의 대표적인 구조 형식인 샌드위치 형식과 Single skin 형식, 두가지가 혼용되는 Hybrid 형식에 대하여 각각 최적 설계를 수행하여 우열을 비교 검토하였다. 설계과정은 먼저 종강도 관점에서 주요 부재의 최적 설계를 수행하고, 쌍동선형 특유의 비틀림 모멘트를 고려하여 횡부재 설계를 수행하였다. 전체적인 설계 알고리즘은 미해군의 군함설계방법(Structural Synthesis Design Program)을 따르고 설계하중, 강도기준은 DnV 선급규정을 적용하였으며, 최적화 알고리즘은 ES 1+1을 사용하였다.

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해양플랜트 플로트오버 설치 공법용 수동형 갑판 지지 프레임의 최소중량설계와 민감도 평가를 위한 실험계획법 응용 (Application of Experimental Design Methods for Minimum Weight Design and Sensitivity Evaluation of Passive-Type Deck Support Frame for Offshore Plant Float-Over Installation)

  • 김훈관;이강수;송창용
    • 해양환경안전학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.161-171
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    • 2021
  • 본 연구에서는 20,000 톤급 해양플랜트 상부구조물(Topside)의 플로트오버 설치작업을 위해 개발된 수동형 갑판 지지 프레임(Deck support frame)의 구조설계에 대해 다양한 실험계획법을 이용한 최소중량설계와 민감도 평가의 비교연구를 수행하였다. 수동형 갑판 지지 프레임의 주요 구조부재의 두께 치수 변수는 설계인자로 고려하였고, 응답치는 중량과 강도성능으로 선정하였다. 최소중량설계와 민감도 평가의 비교연구에 사용한 실험계획법은 직교배열설계법, Box-Behnken 설계법, 그리고 Latin hypercube 설계법이다. 실험계획법의 설계공간 탐색의 근사화 성능을 평가하기 위해 반응표면법을 각 실험계획법 별로 생성하여 근사화 정확도 특성을 검토하였다. 또한 최소중량설계를 위해 최상 설계안의 결과로 부터 실험계획법의 특성에 따른 수치계산 비용, 중량감소 효과 등을 평가하였다. 수동형 갑판 지지 프레임의 구조설계에 대해 Box-Behnken 설계법이 가장 적합한 설계 결과를 나타내었다.

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

  • 심천식;송창용
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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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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바닥충격음의 등급화 시공방안 (A Working plan of classification against Floor Impact Sound)

  • 정갑철
    • 한국건설관리학회:학술대회논문집
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    • 한국건설관리학회 2004년도 제5회 정기학술발표대회 논문집
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    • pp.170-173
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    • 2004
  • 2004년 4월 23일부터 바닥충격음에 대한 법이 시행되어 신규설계에 반영되고 있다. 새롭게 제시된 법에 따르면 표준 바닥구조를 통해 최소 슬래브 두께가 180 mm로 제시되었으며 중량충격음에 대한 최소 기준도 함께 제시되었다. 또한 최소기준과는 별도로 경량 충격음에 대한 등급화가 제시되어 소비자의 요구를 수용할 수 있도록 하였다. 그러나 현장 시험을 통한 조사 결과 경량 충격음의 등급화 시공을 위한 방안이 제시되지 않음으로서 설계목표를 세우고도 이루지 못하는 문제가 예상되고 있다. 본 내용은 등급화 시공을 위해서 검토해야 할 내용을 정리하여 설계자와 건설사에 도움을 주고자 한 내용이다.

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