• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제10권4호
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• pp.97-107
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• 2006

본 연구는 지반조건을 고려한 브레이스된 강골조 구조물의 연속 및 이산화 내진 최적설계에 관한 내용이다. 지반조건을 고려한 구조해석과 연속 및 이산화 최적설계를 동시에 수행할 수 있는 내진 최적설계 프로그램을 개발하여 이를 브레이스가 없는 경우, Z-형, X-형의 브레이스 배치형태를 사용한 강골조 구조물에 적용하였고, 정하중, 지진하중을 고려하여 해석하였다. AISC-ASD 시방규정과 ATC-3-06에 규정한 사용성, 허용층간변위 및 다양한 제약조건을 모두 만족하는 최소중량, 설계변수 등을 도출하고, 특히 Newmark-Hall 설계스펙트럼 해석과 지반조건을 고려한 ATC 설계스펙트럼 해석 및 ATC 등가정적해석의 해석결과를 비교 분석함으로서 보다 내진에 적합한 브레이스 배치 형태 및 적용한 해석방법이 최적설계에 미치는 영향을 찾고자 하는데 그 목적이 있다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.79-86
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• 2005

This paper deals with the static optimal shapes of simple beams which are subjected to a vertical point load. The area and second moment of inertia of the regular polygon cross-section of the tapered beams are determined, which have always same volume and same length for the parabolic taper. The differential equation governing the elastic curve is derived using the small deflection theory and solved numerically. By using the numerical results of deflections, rotations and bending stresses of such beams, the optimal shapes, namely, optimal section ratios, of the beams subjected to a single point load according to variation of load position parameters are determined and presented in the figures. Examples of the static optimal shapes for beams with a single load and multiple loads are reported. The design process of this study can be used directly for the minimum weight design of simple beams.

• Computers and Concrete
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• 제22권5호
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• pp.493-500
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• 2018

Due to the fact that the ratio of their height to their openings is very large compared to normal beams, there are difficulties in the design and analysis of deep beams, which differ in behavior. In this study, the optimum horizontal and vertical reinforcement diameters of 5 different beams were determined by using genetic algorithms (GA) due to the openness/height ratio (L/h), loading condition and the presence of spaces in the body. In this study, the effect of different mutation operators and improved double times sensitive mutation (DTM) operator on GA's performance was investigated. In the study following random mutation (RM), boundary mutation (BM), non-uniform random mutation (NRM), Makinen, Periaux and Toivanen (MPT) mutation, power mutation (PM), polynomial mutation (PNM), and developed DTM mutation operators were applied to five deep beam problems were used to determine the minimum reinforcement diameter. The fitness values obtained using developed DTM mutation operator was higher than obtained from existing mutation operators. Moreover; obtained reinforcement weight of the deep beams using the developed DTM mutation operator lower than obtained from the existing mutation operators. As a result of the analyzes, the highest fitness value was obtained from the applied double times sensitive mutation (DTM) operator. In addition, it was found that this study, which was carried out using GAs, contributed to the solution of the problems experienced in the design of deep beams.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1994년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1593-1598
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• 1994

Recently rotary-arc, thermal expansion and their composite interrupters are widely used in the distribution power system because they have lots of advantages in making the larger interrupting capacity, the smaller size, the lighter weight and the less surge. A model interrupter of rotary-arc type, which has constant stroke and thermal expansion volume, was studied by varying the design parameters, i.e. the number of turns of the driving coil, the inner diameter of the moving contact, the gas pressure and the shape of the fixed contact for this project. Short cicuit current interrupting tests were conducted to the model interrupters by varying the requirements from 42% to 175% of the test voltage, interrupting current and transient recovery voltage for the test duty No.4 of 7.2kV 12.5kA single phase test. The pressure rise, minimum and maximum arcing times were analyzed for each model interrupter. All types of model interrupters showed good interrupting performances and sufficient design margins for the ratings.

• 천문학회보
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• 제43권2호
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• pp.55.4-56
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• 2018

Linear Astigmatism Free - Three Mirror System (LAF-TMS) is the linear astigmatism free off-axis wide field telescope with D = 150 mm, F/3.3, and $FOV=5.51^{\circ}{\times}4.13^{\circ}$. We report the design and analysis results of its mirrors and optomechanical structures. Tolerance allowance has been analyzed to the minimum mechanical tolerance of ${\pm}0.05mm$ that is reasonable tolerance for fabrication and optical alignment. The aluminum mirrors are designed with mounting flexure features for the strain-free mounting. From Finite Element Analysis (FEA) results of mounting torque and self-weight, we expect 33 - 80 nm RMS mirror surface deformations. Shims and the L-bracket are mounted between mirrors and the mirror mount for optical alignment. The mirror mount is designed with four light-weighted mechanical parts. It can stably and accurately fix mirrors, and it also suppresses some of stray light.

• Composites Research
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• 제19권6호
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• pp.1-7
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• 2006

본 논문은 수지충전공정을 활용한 상업용 항공기의 복합재 윈도우 프레임을 개발하기 위한 선행 연구이다. 윈도우 프레임을 제작하기 위해 고려중인 2종류의 카본 섬유-triaxial overbraid 와 sleeving braider-에 대해서 VaRTM 공정을 활용한 시편을 제작하고, ASTM 시험법에 따라 물성치를 얻기 위해 물리적/기계적 성질 시험이 실시되었다. 이후 복합재 윈도우 프레임의 최소 플라이수와 무게를 얻기 위해 각각의 탄소 섬유에 대하여 유한요소해석이 수행되었다. 본 연구에서는 구조물의 안전성을 평가하기 위하여 Tsai-Wu 파손강도이론을 사용했다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.26-32
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• 2016

일반적으로 구조물에는 하중, 재료상수, 부재크기와 구조해석 등의 오차에 대한 불확실성을 존재하고 이러한 불확실성은 구조물의 최적설계에 많은 영향을 준다. 확률론적 해석은 급속하게 발전하고 있고 여러 불확실성을 고려해야 하는 구조설계에서 중요한 기법으로 사용되고 있다. 본 논문에서는 구조물에서 발생하는 불확실성을 고려하기 위하여 신뢰성 해석을 통하여 신뢰도 지수를 산출하였으며 이 값을 최적설계의 제약조건으로 설정하여 확률론적 최적설계를 수행하였다. 최적설계 결과 기존의 불확실량이 고려되지 않은 확정론적 최적설계의 결과 값보다 불확실량이 고려된 최적설계 결과값이 더 크게 나타났으나 불확실성을 고려하는 경우가 구조물의 안정성이 더 확보되는 것으로 생각된다. 본 논문에서는 최적화 기법 중 가장 강력하다고 알려진 SQP(순차이차계획법)을 이용하여 최적화를 수행하였는데 SQP법은 최적화 문제의 정식화를 반복계산 하는 것에 바탕을 두고 각 반복계산에 있어서는 2차 프로그래밍 부속 문제의 해를 구하는데 그 기본을 두는 방법이다. 또 불확실량을 고려한 최적설계를 위해 신뢰성을 기초한 최적설계를 수행하여 신뢰도지수와 파괴확률을 계산하였다. 확정론적 최적설계와 달리 치수, 모양, 재료와 작용하중들의 양에 신뢰성해석을 수행하여 나온 신뢰도지수와 파괴확률을 앞에서 계산한 최적화 과정의 제약조건식에 가적으로 설정하여 최적설계를 수행하였다.T-stub 접합부를 예제로 적용하였으며 해석 결과의 기존문헌과 비교하였다.

• 전산구조공학
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• 제9권3호
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• pp.169-177
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• 1996

구조물에 있어서 위상학적 최적화 문제는 최적화를 구하는 과정에서 구조체가 변화함으로 인한 어려움 때문에 최적화 분야에서 가장 어려운 문제로 간주되어 왔다. 종래의 방법으로는 일반적으로 구조요소 사이즈가 영으로 접근할 때 강성 매트릭스의 singularity를 발생시킴으로써 최적의 해를 얻지 못하고 도중에 계산이 종료되어 버린다. 본 연구에 있어서는 이러한 문제점들을 해결하기 위한 비선형 프로그래밍 formulation을 제안하는 것을 목적으로 한다. 이 formulation의 주된 특성은 요소 사이즈가 영이 되는 것을 허용한다. 평형방정식을 등제약조건으로 간주함으로써 강성 매트릭스의 singularity를 피할 수 있다. 이 formulation을 하중을 받는 구조물에 있어서 응력과 변위의 제약조건하에서 중량을 최소화할때의 유한요소의 두께를 구하는 디자인 문제에 적용하여, 이 formulation이 위상학적 최적화에 있어서의 효과를 입증하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제56권5호
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• pp.813-833
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• 2015

Spherical reticulated shells are widely applied in structural engineering due to their good bearing capability and attractive appearance. Parametric modeling of spherical reticulated shells is the basis of internal analysis and optimization design. In the present study, generation methods of nodes and the corresponding connection methods of rod elements are proposed. Modeling programs are compiled by adopting the ANSYS Parametric Design Language (APDL). A shape optimization method based on the two-stage algorithm is presented, and the corresponding optimization program is compiled in FORTRAN environment. Shape optimization is carried out based on the objective function of the minimum total steel consumption and the restriction condition of strength, stiffness, slenderness ratio, stability. The shape optimization of four typical Schwedler spherical reticulated shells is calculated with the span of 30 m~80 m and rise to span ratio of 1/7~1/2. Compared with the shape optimization results, the variation rules of total steel consumption along with the span and rise to span ratio are discussed. The results show that: (1) The left and right rod-Schwedler spherical reticulated shell is the most optimized and should be preferentially adopted in structural engineering. (2) The left diagonal rod-Schwedler spherical reticulated shell is second only to left and right rod regarding the mechanical behavior and optimized results. It can be applied to medium and small-span structures. (3) Double slash rod-Schwedler spherical reticulated shell is advantageous in mechanical behavior but with the largest total weight. Thus, this type can be used in large-span structures as far as possible. (4) The mechanical performance of no latitudinal rod-Schwedler spherical reticulated shell is the worst and with the second largest weight. Thus, this spherical reticulated shell should not be adopted generally in engineering.

• 대한토목학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.1-9
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• 1986

본 논문에는 최적설계 시 설계변수를 미리 정해진 유한 개의 숫자로 구성된 집합에서 선택함으로써 규격부재를 사용하여 구조물을 최적설계하는 방법에 대한 연구 결과가 수록되었다. 본 연구에서는 일차로 설계변수가 연속적으로 변할 수 있는 경우의 연속최적해를 구한 후 이로부터 가까이 있으며 제한조건을 위배하지 않는 가최적해(Pseudo-optimum)을 주어진 설계변수의 집합으로부터 선택하고, 이를 개선하여 목적함수를 최소화하는 최종 불연속최적해를 찾는 방법을 사용하였으며, 이를 최척화 기법의 하나인 미분벡터 투영법 (Gradient Projection Method)과 결합하여 문제 해결을 시도하였다. 개발된 방법을 이용하여 응력, 변위 몇 생계변수 제약조건들이 포함된 각종 트러스 구조물을 설계한 결과 이 방법이 설계변수가 규격을 만족시켜야 하는 최적설계 문제에 광범위하게 적용될 수 있음이 밝혀졌다.