• Title/Summary/Keyword: 구조 설계 최적화

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Optimum Design of Reinforced Concrete Plane Frames Based on Section Database (데이터베이스에 기반한 RC 평면 프레임 구조물의 최적설계)

  • Kwak, Hyo-Gyoung;Kim, Ji-Eun
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.20 no.2
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    • pp.165-179
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    • 2007
  • For the purpose of optimum design of reinforced concrete structures, pre-determined section database of column and beam are constructed and arranged in order of the resisting capacity. Then, regression equations representing the relation between section number and section resisting capacity are derived. In advance, effective optimization algorithms which search optimized solution quickly using direct search method from these database are proposed. In practice, from the fact that engineers conduct member design close to capacity optimization rather than cost optimization, both capacity and cost optimization using proposed algorithms are performed, and the review for the obtained results are followed. Moreover, the investigation for the applicability and effectiveness of the Introduced design procedure is conducted through correlation study for example structures. Because of no restriction in constructing objective functions with very simple optimization processes and fast convergence, the introduced method can effectively be used in the preliminary design stage. Especially, selected solutions from database are directly applicable in practice because these sections already satisfy all the requirements in design codes and practical restrictions.

Optimum Design of Steel Structures Using Genetic Algorithms (유전자 알고리즘을 사용한 강구조물의 최적설계)

  • Kim, Bong Ik
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.24 no.6
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    • pp.701-710
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    • 2012
  • We present optimum design for truss and frame structures subject to constraints on stresses, displacement, and natural frequency. The optimum design procedure is used discrete and continuous design variables and Genetic Algorithms. Genetic Algorithms is used the method of Elitism and penalty parameters in order to improved fitness in the reproduction process, and optimum design is used steel(W-section) and pre-made discrete cross-section. Truss and frame structures optimization examples are used for 10-Bar truss, 25-Bar truss, 1-bay 2-story frame, 1-bay 7-story frame, and these examples are employed to demonstrate the availability and serviceability of Genetic Algorithms for solving optimum design of truss and frame.

구조최적화의 과거, 현재, 미래

  • 조효남
    • Computational Structural Engineering
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    • v.7 no.3
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    • pp.4-15
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    • 1994
  • 현재 구조최적화는 아직도 실무설계에서 제 위상을 찾지 못하고 있다. 그 원인은 주로 지금까지의 대부분의 연구가 알고리즘 위주로, 교과서적 예제위주로 치달았기 때문이며 따라서 오늘날과 같은 고도의 전산화시대에도 실무설계자들에게 외면당하고 있는 실정이다. 앞으로 구조최적화 분야의 전문가들이 실무설계문제 응용위주의 연구개발에 주력함으로써 이러한 문제는 쉽게 극복될 것이며, 실무설계자들도 최적설계가 무엇인지 제대로 알지도 못하면서 외면만 하고 매도만 할 것이 아니라, 오늘날 멀티미디어 초고성능 PC시대에 막대한 정보 및 자료의 처리능력을 갖춘 CD롬과 고성능 통신기능, 고도의 음성, 문자, 영상인식 Input Media, 그리고 윈도우, 펜티엄 같은 현재의 OS와 OS/2, 시카고 같은 차세대 OS체계 하에서 고도의 CAD/CAD Expert 시스템이 실용화 되려면 최적설계는 재래적인 설게방법을 대치하는 시스템 내의 핵심설계코드가 되지 않을 수 없다는 점을 인식해야 할 것이다. 어차피 가까운 장래에 현재의 이론과 응용사이의 lAG와 실무설계자들의 오해가 해소되는 날이 오면 최적설계는 지금의 MPC시대는 물론 인공지능형, 사고형 차세대 컴퓨터 시대에 적합한 현대적인 구조설계법이 될 것임을 확신하는 바이다.

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Multi-objective Optimization for Force Design of Tensegrity Structures (텐세그리티 구조물 설계를 위한 다목적 최적화 기법에 관한 연구)

  • Ohsaki, Makoto;Zhang, Jingyao;Kim, Jae-Yeol
    • Journal of Korean Association for Spatial Structures
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    • v.8 no.1
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    • pp.49-56
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    • 2008
  • A multi-objective optimization approach is presented for force design of tensegrity structures. The geometry of the structure is given a priori. The design variables are the member forces, and the objective functions are the lowest eigenvalue of the tangent stiffness matrix that is to be maximized, and the deviation of the member forces from the target values that is to be minimized. The multi-objective programming problem is converted to a series of single-objective programming problems by using the constraint approach. A set of Pareto optimal solutions are generated for a tensegrity grid to demonstrate the validity of the proposed method.

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Design and Optimization of an Knee Joint of Fully-active Transfemoral Prosthesis for Stair Walking (계단 보행을 위한 능동형 대퇴의지 무릎 관절의 설계 및 최적화)

  • Ahn, Hyoung-Jong;Lee, Kwang-Hee;Hong, Yi;Lee, Chul-Hee
    • Journal of rehabilitation welfare engineering & assistive technology
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    • v.10 no.1
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    • pp.65-72
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    • 2016
  • In this study, a fully active transfemoral prothesis with a knee joint is designed considering stair walking conditions. Since the torque at the knee joint required for stair walking condition is relative high compared with the one in normal walking condition, the proposed design has high torque generating mechanism. Moreover, the transfemoral prothesis is designed in compact size to reduce its weight, which is related to comfortable fit and fatigue of patients. Flat type BLDC motor is used for simple and compact structure and various components are used to generate required torque with target working angle and speed. The weight reduction of structure is carried out using optimization method after the initial design process is complete. The optimization is conducted under the load conditions of stair walking. The optimized design is validated via finite element analysis and experiments. As a result, the weight is reduced using topology and shape optimization but maintaining the safety of structure. Also the space efficiency is improved due to its compact size.

Topology Optimization Using Equivalent Material Properties Prediction Techniques of Particulate-Reinforced Composites (입자보강 복합재료의 등가 재료상수 예측기법을 이용한 위상 최적설계)

  • 임오강;이진식
    • Computational Structural Engineering
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    • v.11 no.4
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    • pp.267-274
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    • 1998
  • 본 연구에서는 기지개와 미시구멍으로 구성된 복합재료에 입자보강 복합재료의 등가 재료상수 예측기법인 평균장 근사이론과 등가원리를 적용하여 위상 최적화에 필요한 등가 재료상수와 설계변수와의 상관관계식을 유도하였다. 또한, 유도된 관계식에 중간값을 갖는 설계변수의 수를 줄이기 위하여 벌칙인자를 도입하였다. 그리고 본 연구의 타당성을 검증하기 위하여 벌칙인자가 도입된 위상 최적화문제를 순차이차계획법인 PLBA 알고리즘을 이용하여 해석하였다.

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Optimized Design of Wideband Microstrip Slot Antenna with Reverse L-shaped Feedline (역 L-형 급전구조를 갖는 광대역 마이크로 스트립 슬롯 안테나의 최적화 설계)

  • 장용응;신호섭
    • Proceedings of the Korea Electromagnetic Engineering Society Conference
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    • 2000.11a
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    • pp.354-358
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    • 2000
  • T-모양의 급전구조를 갖는 마이크로스트립 슬롯 안테나는 정합을 쉽게 이룰 수 있고, 대역 폭이 기존의 슬롯을 가로지르는 급전구조에 비하여 넓었다. 본 논문에서는 역 L-형 마이크로스트립 급전구조를 제안하여 FDTD(Finite Difference Time Domain)법으로 해석하여 안테나를 최적화 설계하였다. 슬롯 폭이 16 mm일 때, 전압 정재파비가 2.0 이하인 조건에서 대역폭은 2.3 GHz를 중심으로 약 48 % 정도의 광대역 특성을 얻었다. 제안된 급전구조는 기존의 슬롯 가로지르는 급전구조의 복사 저항보다 매우 낮았다. 또한 역 L-형 급전구조의 대역폭 특성을 기존의 급전구조의 슬롯릇 안테나들과 비교하였다.

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맥동관형 크라이오펌프 개발품의 목표성능에 대한 고찰

  • In, Sang-Ryeol;Tak, Yeong-Jun
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2012.02a
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    • pp.226-226
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    • 2012
  • 국산 크라이오 펌프를 개발하는 사업이 1단계 3년을 지나 올해 2단계에 접어들었다. 그동안 기계연을 중심으로 맥동관형 냉동기 개발에 주력하면서 저온성능 향상에서 큰 진전을 보였고 2단계에서는 우성진공의 주도하에 펌프의 상용화를 목표로 하고 있다. 펌프는 냉동기 뿐만 아니라 활성탄 어레이와 열차폐 및 배플이 잘 설계되어야 최적의 배기성능을 나타낼 수 있다. 우선은 펌프의 목표성능을 좀 더 구체화할 필요가 있고, 각 부품들의 상세한 형상결정에 앞서 개략적인 배치설계에 대해 성능을 예측하여 목표성능과 비교하고 설계를 수정하는 것을 반복하여 전반적으로 구조설계의 최적화를 완성하는 것이 급선무이다. 본 발표에서는 이런 구조설계 최적화 작업의 처음 결과와 개발중인 크라이오 펌프의 최종 성능 목표치에 대해 소개한다.

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Structural Optimization of Turnover Jig of Cylinder Frame for Medium-speed Diesel Engine (중형엔진 실린더 프레임 턴오버용 지그의 구조 최적화)

  • Lee, Jong-Hwan;Son, Jung-Ho
    • Proceedings of the Korean Society of Marine Engineers Conference
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    • 2006.06a
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    • pp.31-32
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    • 2006
  • 본 논문은 중형엔진 조립과정에서 실린더 프레임 회전 작업에 사용하는 지그의 구조해석을 수행한 후, 지그의 안전성을 검토하고 지그의 경량화를 통하여 실용적인 지그 설계안을 제안하였다. 현장 작업자가 들 수 있는 최대 무게를 넘는 지그를 구조해석 모델로 선정한 후, 해석모델은 지그, 실린더 프레임, 볼트, 너트, 샤클 핀을 3차원 입체요소로 구성하고 ABAQUS/Standard를 사용하여 재료 비선형 및 접촉을 고려한 구조해석을 수행하였다. 구조최적화를 위하여 응력이 상대적으로 낮은 부위와 작업성을 고려하여 설계변수를 선정하고, 실험계획법의 직교배열표를 활용하여 설계변수에 대한 각 부위의 민감도와 경량화 모델을 도출하였다.

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