The optimum design of a structure requires to determine economical member size and shape of a structure which satisfies the design conditions and functions. In this study, it is attempted to minimize a dead weight of the bogie frame. Therefore, shape optimization is performed for a bolster rib at first and then size optimization for the thickness of top and bottom plate. For the efficient reduction of a weight of a bogie frame, various ellipses centered at a centroid of a bolster rib are made and tried. For the shape optimization, a major axis and an eccentricity of an ellipse are chosen as design variables. From the numerical results of shape and size optimization of a bogie frame, it is known that the weight can be reduced up to 12.476 Y4717.21 kg) with displacement and stress constraints.
본 논문에서는 동축선로 공진기를 이용한 필터에서 발생하는 수동 상호변조 왜곡신호의 분석 및 최적화 기법을 제시하였다. 개발한 시뮬레이션 기법은 필터의 치수 변화를 통해 필터의 선형응답 특성에 영향을 주지 않고 수동 상호변조 왜곡신호 수준을 낮출 수 잇다. 필터의 수동 상호변조 왜곡신호 수준은 필터를 형성하는 각 공진기를 통해 흐르는 전류의 양에 의해 결정되며, 이러한 전류의 제어를 통해 공진기형 필터의 수동 상호변조왜곡 신호를 감소시킬 수 있다.
전자계 시스템의 설계에서 많이 활용되는 FEM은 비교적 고정도의 설계치수 산정이 가능하나 많은 계산 시간을 필요로 한다. 최근 FEM의 계산회수를 축소하는 실험적 설계방식이 많이 연구되고 있다. 본 연구에서는 C-Core Actuator 형상에 관한 최적설계를 실험적 설계 방식으로 수행한다. 설계평가는 FEM으로 수행하게 되며, 전계승설계 및 표면응답법을 적용하여 최적화를 수행한 결과의 정도를 검토하여 본 최적화 기법의 타당성을 제시한다.
Recent issue of optical actuator is applying to mobile device. It leads actuator to become smaller than conventional type. This paper proposes the design of micro actuator plate spring and analysis of its vibration characteristic. Considering natural frequency of spindle motor, 1st and 2nd eigenfrequency of micro actuator must avoid its natural frequency. First, magnetic circuit is designed by using fine pattern coil and magnetic force is acquired by simulation program. Then, concept design is achieved by topology optimization. From concept design, micro actuator plate spring is embodied through DOE(design of experiment). Finally, considering vibration characteristic simultaneously, optimal plate spring design is determined by RSM(response surface method).
In this study we conduct the optimal spot-weld layout design of vehicle body structure considering dynamic stiffness and side impact. We conduct both linear static analysis and nonlinear analysis with a baseline model to verify the process. 13 design variables will be selected for the effect analysis. Then, topology optimization is conducted to each selected design variable. The design constraints are formulated to improve the dynamic stiffness and side impact performance. Objective function is to set the density of weld component. Optimal spot-weld layout design are compared with the baseline model to show the improvement.
Optimal thickness and shape of the pedal arm of an automotive clutch is determined, using the numerical optimization technique, by solving the size and shape optimization problems to minimize its weight. For the optimization problems, two cases of stress and displacement constraints are considered: one from the vertical, and the other from the transverse stiffness test condition. The result of the transverse case is shown to be more conservative than that from the vertical case, being determined as the final optimum.
본 연구에서는 위상최적화 알고리즘의 수렴성을 개선하기 위해 설계영역에 초기 구멍을 도입하는 방법을 제시하는데, 이것은 경계면에 기초한 최적화 방법의 느린 수렴성을 완화하기 위해, Eschenauer et al.에 의해 고안된 버블 방법의 설계영역 안에 구멍을 도입하는 개념과 연계된다. 버블 방법과 달리, 제안된 방법에서는 최적화 과정동안 구멍의 위치를 정의하는 특성함수를 이용하지 않고, 최적화 초기화 단계에서만 초기 구멍을 도입하는데, 이러한 초기 설계영역 안의 솔리드와 보이드 영역들은 고정되는 것이 아니라 합쳐지거나 쪼개지면서 변화된다. 따라서 위상최적화 알고리즘에서 구멍의 이동에 관련된 복잡한 수치적인 계산 없이 자동적으로 설계변수의 유한변화를 더욱 강화시키기 때문에 목적함수 값의 수렴성을 개선할 수 있다. 본 논문에서는 다양한 치수와 형상의 구멍을 포함하는 초기 설계영역을 가지는 Michell형 보의 위상 최적설계를 밀도분포법으로 불리는 SIMP를 이용하여 수행하였다. 이를 통해 위상최적화의 수렴성을 개선하고 최적위상과 형상에 영향을 미치는 초기 구멍의 효과를 검증하였다.
이산화 된 구조물의 위상최적화 과정은 균일하게 분포된 재료 밀도의 위상으로 표현되는 초기 설계영역을 시발점으로 한다. 최적화 과정 동안 구조물의 위상은 고정된 설계영역 내에 주어진 최적화 문제를 만족시키는 방향으로 변화하면서, 최종적으로 최적 위상의 재료 밀도 분포를 생산한다. Eschenauer et al.에 의해 제안되었던 설계영역 안에 구멍을 도입하는 개념은 원래 경계면의 최적화 문제에 대해 설계변수의 유한적인 변화를 촉진시켜 최적화의 수렴성 개선을 도모하기 위함이었으나, 위상최적화의 관점에서는 초기 위상의 정의에 따라 다양한 최적 위상이 생산되는 것을 의미한다. 본 연구에서는 초기 설계영역 안에 국소적인 솔리드 상을 도입해 초기 위상에 변화를 주었을 때, 한정된 재료 하에 구조물에 배치 가능한 다양한 최적 위상을 산출할 수 있음을 검증하였다. 수치 예제로서 초기 설계영역 내에 다양한 치수를 가지는 국부적인 원형 솔리드의 고정된 개수를 투입하여 간단한 MBB-보의 위상최적 설계를 수행하였다.
본 연구의 목적은 H형강 단면과 콘크리트의 합성단면으로 구성된 보와 기둥의 합성 뼈대구조물에 대해 신뢰성지수를 고려한 최적 단면을 설계할 수 있는 알고리즘을 개발하는데 있다. 합성 뼈대구조물의 최적화 문제는 단면 치수를 설계변수로 취하고 목적함수와 제약조건을 형성한다. 목적함수는 구조물의 총 경비로 형성하고, 제약조건식은 단면응력과 허용응력의 신뢰성지수를 고려하여 유도한다. 합성 뼈대구조물의 단문을 최적화하는 알고리즘은 수정 Newton-Raphson 탐사법을 사용하는 SUMT기법을 사용한다. 본 연구에서 개발된 최적화 알고리즘은 1층 1경간 합성 뼈대구조물과 5층 1경간 합성 뼈대구조물의 수치예에 신뢰성지수(${\beta}=3.0$, ${\beta}=0.0$)를 고려한 합성 뼈대구조물 설계의 실용화를 위하여 적용된다. 제안된 알고리즘의 최적화 가능성과 적용성 그리고 수렴성 등을 살펴보기 위하여 수치결과들을 비교 분석한다.
최근 공동주택의 유지관리를 위한 인건비, 에너지비가 급속하게 증가하고 있다. 이에 따라 설계단계에서 이 비용을 절감할 수 있는 기법의 필요성이 제기되고 있다. 공동주택에 있어서는 대부분의 경우 세대당 동일한 내외벽, 창호 등이 반복적으로 사용되므로 단위평면의 LCC 최적화가 전체 건물의 LCC 최적화에 있어서 가장 중요하다. 이를 위하여 본 연구에서는 LCC 비용항목 중 공동주택의 물리적 시스템에 탄력성있게 변화하는 LCC 비용항목을 파악하였고, 초기건축비, 보수교체비, 에너지비를 종합적으로 최적화시킬 수 있도록 LCC 부위단가 개념을 도입하여 공동주택 적정치수 산정방법을 제시하였다. 여기에서 보수교체비산정은 보수교체비용 최소화에 의한 최적 보수교체주기법에 근거하였으며, 에너지 소비량 추정은 DOE-2에 의한 동적 에너지 부하량을 추정하여 LCC 부위단가 개념에 접목하였다. 보수교체비 최적화 기법과 동적에너지 분석에 의한 LCC 부위단가 개념은 기존의 개념과는 다른 독창적인 개념이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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