• Structural Engineering and Mechanics
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• 제13권1호
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• pp.35-52
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• 2002

It was shown in the previous study (Lee and Bertero 1993) that incremental collapse can lead to the exhaustion of the plastic rotation capacity at critical regions in a structure when subjected to the number of load cycles and load intensities as expected during maximum credible earthquakes and that this type of collapse can be predicted using the shakedown analysis technique. In this study, a minimum-weight design methodology, which takes into account not only the prevention of this incremental collapse but also the requirements of the serviceability limit states, is proposed by using the shakedown analysis technique and a nonlinear programming algorithm (gradient projection method).

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권4호
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• pp.1-9
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• 2014

최근 양자컴퓨터의 개발과 더불어 양자역학의 특성을 응용한 양자기반 탐색기법의 개발과 공학 문제에의 적용은 매우 흥미로운 연구주제 중 하나로 부각되고 있다. 이 알고리즘은 기본적으로 0과 1이 중첩되어진 양자비트를 이용하여 정보가 저장되고, 양자게이트 연산을 통해 해에 접근하게 된다. 이 과정에서 알고리즘은 탐사와 개척 두 가지 탐색 특성간의 균형이 자연스럽게 유지되며, 진화정보가 계속 누적된다는 장점으로 기존의 탐색법과 차별되어 새로운 알고리즘으로 평가되었다. 본 연구에서는 이와 같은 양자기반 진화알고리즘을 평면 트러스의 구조최적화에 적용하여 최소중량설계 기법을 제안하였다. 최적화 수리모형에서 비용함수는 최소중량이며, 제약함수는 변위와 응력에 관한 함수로 구성하였다. 진화정보의 누적과 수렴 과정을 알아보기 위해서 10부재 평면 트러스와 17부재 평면트러스 예제를 수치예제로 채택하여 결과를 분석하였다. 수치예제의 구조최적설계 결과에서 볼 때, 기존의 고전적 탐색기법의 연구결과와 비교해서 더 나은 최소중량 설계의 결과를 얻을 수 있었으며, 진화정보의 누적된 결과로 해의 정밀도를 관찰할 수 있었다. 또한 누적된 진화정보인 양자비트의 확률적 표현은 종료시점을 쉽게 판단할 수 있다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제10권2호
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• pp.192-196
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• 2004

A combined optimal design problem is discussed taking a 3-D truss structure as a design object. We use descriptor forms for a controlled object and a generalized plant because the structural parameters appear naturally in these forms. We consider not only the minimum weight design problem for the structure, but also the suppression problem of the effect of disturbances for the control system as the purpose of the design. A numerical example shows the validity of combined optimal design of the structure and control systems. We also consider the validity of the sensor-actuator collocation for the control system design in this paper.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.77-85
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• 2011

본 논문은 마이크로 유전 알고리즘을 이용하여 그리드 구조물의 최적화를 수행하고 초기인장력이 최적화에 미치는 영향을 분석하였다. 최적화시 여러 제약조건을 설정하여 구조물의 물량이 최소화 되도록 부재의 단면을 찾는 최적 설계를 수행하였다. 알고리즘의 검증을 위해 10-bar 트러스트 예제로 설정하여 이전 연구 결과와의 비교를 하였다. 이를 바탕으로 초기인장력이 적용된 트러스트 구조물의 최적화가 가능한 다음과 같은 기법을 사용하여 그리드 형태인 72-bar 트러스의 최적화를 수행하였으며, 이전 연구결과와 비교하여 이를 입증하였다. 최적화시 초기인장력 크기를 달리하여 트러스 구조물의 최적화를 수행하였으며, 물량이 최소화되는 최적화된 초기 인장력 값도 찾았다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제20권6호
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• pp.527-536
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• 2020

The paper represents an optimization algorithm for reinforced concrete retaining wall design. The proposed method, called Rao-3 optimization algorithm, is a recently developed algorithm. The total weight of the steel and concrete, which are used for constructing the retaining wall, were chosen as the objective function. Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318-05) and Rankine's theory for lateral earth pressure were considered for structural and geotechnical design, respectively. Number of the design variables are 12. Eight of those express the geometrical dimensions of the wall and four of those express the steel reinforcement of the wall. The safety against overturning, sliding and bearing capacity failure were regarded as the geotechnical constraints. The safety against bending and shear failure, minimum and maximum areas of reinforcement, development lengths of steel reinforcement were regarded as structural constraints. The performance of proposed algorithm was evaluated with two design examples.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2004년도 ICCAS
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• pp.1028-1032
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• 2004

In order to prevent machine tool feed slide system from transient vibrations during operations, machine tool designers usually adopt some typical design solutions; box-in-box typed feed slides, optimizing moving body for minimum weight and dynamic compliance, and so on. Despite all efforts for optimizing design, a feed drive system may experience severe transient vibrations during high-speed operation if its feed rate control is unsuitable. A rough feed rate curve having discontinuity in its acceleration profile causes a serious vibration problem in the feed slides system. This paper presents a feed rate optimization of a ball screw driven machine tool feed slide system for its minimum vibration. Firstly, a ball screw feed drive system was mathematically modeled as a 6-degree-of-freedom lumped parameter system. Next, a feed rate optimization of the system was carried out for minimum vibrations. The main idea of the feed rate optimization is to find out the most appropriate smooth acceleration profile with jerk continuity. A genetic algorithm was used in this feed rate optimization

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.389-394
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• 2017

선체구조의 보강재로서 비대칭 단면재인 L 형강재가 대칭 단면재인 T형 조립부재(built-up T)에 비해 단면 비틀림 현상 등 다소 불리한 강도 특성에도 불구하고 오랜 관습과 자재 구입의 용이성 등으로 널리 사용되어 왔다. 그러나 근래 선박이 대형화 되어감에 따라 보강재의 형태는 압출 형강재의 사용이 줄고 다양한 설계 치수를 반영하여 용접을 통해 직접 제작하는 조립부재의 적용이 늘어가는 추세이다. 본 연구의 목적은 점차 사용량이 증대되고 있는 조립형 보강재의 효율적인 적용을 위한 최적설계 프로그램을 개발하는데 있다. 최적화 알고리즘으로는 선박 및 해양구조물의 최적설계에 많이 적용되고 있는 진화전략 기법을 선정하였다. 최적설계 결과의 실용성을 위해 부식여유를 고려한 총두께 개념을 설계변수와 목적함수에 도입하였고, 제한조건에는 최근 발효된 통합공통구조규칙(HCSR, Harmonized Common Structural Rules)을 적용하였다. 개발된 최적화 프로그램을 이용하여 최근 수주된 300K VLCC와 158K COT의 실선 설계를 수행한 결과 각각 144톤, 60톤의 중량 절감 효과를 얻었으며 대형 선박일수록 중량 절감 효과가 크게 나타남을 확인하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제19권1호
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• pp.75-92
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• 2015

In this paper, optimization of cylindrical shells under external pressure to minimize its weight has been studied. Buckling equations are based on standard of ABS underwater vehicles. Dimension and type of circumferential stiffeners, and its distance from each other are assumed as variables of optimization problem. Considering the extent of these variables, genetic algorithms have been used for optimization. To study the effect of hydrostatic pressure on the shell and its fabrication according to the existing standards, geometrical and construction as well as stress and buckling constraints have been used in optimization algorithm and also penalty functions are applied to eliminate weak model. Finally, the best model which has the minimum weight considering the applied pressure has been presented.

• 대한조선학회논문집
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• 제29권2호
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• pp.115-122
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• 1992

Sandwich구조는 복합구조의 특별한 hybrid구조의 형태로써 두 층의 얇은 표면재와 가운데 두꺼운 층인 경량의 심재로 구성되어 있으며, 이는 표면재와 심재가 접착된 일체로써 서로의 단점을 보완하면서 구조 효율을 높인 형상이다. 또한 심재는 표면재에 비해서 상당히 두꺼운 두께를 갖기 때문에 전단 변형이 중요하므로 굽힘 강성도(bending stiffness) 계산에 전단효과가 고려되어야 한다. 구조 설계에서 중요한 목적은 중량 감소에 있기 때문에 본 논문에서는 sandwich panel의 설계시 표면재와 심재의 두께 및 재질을 변화시켜 제한조건에 맞는 최소 중량을 얻는 데 중점을 두었다. 본 해석에서 sandwich panel의 최소중량을 얻기 위하여 표면재와 전단력을 고려한 심재의 변형에 따른 변형에너지를 각각 계산한 후, 최소 potential 에너지 원리를 적용하여 목적함수의 최적치를 구하였다. 설계 제한조건으로는 허용 처짐, 허용 굽힘응력, 허용 전단응력과 국부적인 불안정 상태의 wrinkling 응력이 고려되었으며, 설계 모델은 수직 분포 하중에 의한 여러가지 경계조건에 따른 sandwich panel을 대상으로 하였다. 비선형 최적화 기법은 Nelder and Mead Simplex Search Method와 Hooke and Jeeves Pattern Search method에 External Penalty Function이 적용된 SUMT방법을 결합시킨 SUMTNM와 SUMTHJ를 사용하였으며, 해석 결과는 sandwich panel의 구조 설계에 활용할 수 있도록 표를 작성하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 1992년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.121-126
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• 1992

This Paper presents a development of a CAD system for interactive design of steel frames. The adopted building code for structural design is "Steel Building Codes" enacted by the Architectural Institute of Korea in 1973. The selected member sections, therefore, are domestic rolled sections - especially, H shapes. The authors aim at a development of an integrated computer programs repeating plane frame analysis and design of members until minimum weight design condition is satisfied. This program also provides various section change functions to improve the shortcomings of automatic design.ic design.