Abstract
The purpose of this paper was to develop size & shape optimization programming algorithm of plane trusses. The optimum techniques applied in this study were extended penalty method of Sequential Unconstrained Minimization Techniques(SUMT) and direct search method with multi-variables proposed by Hooke & Jeeves. Upper mentioned two methods were used iteratively at each level of size and shape optimization routines. The design variables of size optimization were circular steel tube(structural member) diameter and thickness, those of shape optimization were joint coordinates, and the objective function was represented as total weight of truss. During the optimum design, two level procedures of size and shape optimization were interacted iteratively until the final optimum values were attained. At the previous studies about shape optimization of truss, the member sectional areas and coordinates were applied as design variables. So that they could not apply the buckling effect of compression member. In this paper, actual sizes of member and nodal coordinates are used as design variables to consider the buckling effect of compression member properly.
본 연구의 목적은 평면 트러스의 단면치수 및 형 상 최적화 알고리즘을 개발 하는 것이다. 본 연구에 적용된 최적화 기법은 무제약 축차선형화기법(SUMT)의 extended penalty method와 다변수(多變數)를 가지는 직접탐사법인 Hooke & Jeeves method이다. 상기(上記) 언급된 두 방법은 단면최적화와 형상최적화 과정의 각 단계에서 반복적 다 최적설계 과정에서 최종의 최적값이 구해질 때까지 단면최적화와 형상최적화 과정이 반복적으로 상호작용하게 된다. 트러스의 형상최적화에 관한 기존의 연구문헌에서는 최적화의 설계변수로서 부재의 단면적과 절점좌표를 사용하였다. 이렇게 할 경우, 압축재의 좌굴특성을 제대로 반영하기 어려우므로 한정된 조건으로 좌굴특성을 부여하게 되어 보다 실제적인 최적설계에 많은 제약을 가져오게 되므로 본 연구에서는 부재의 실제치수와 절점좌표를 최적화의 설계 변수로 취하게 되므로 부재치수의 변화에 따른 좌굴특성의 변화를 최대한 반영할 수 있다.