• 대한기계학회논문집A
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• 제40권3호
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• pp.275-280
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• 2016

본 연구에서는 코일스프링의 동적 거동 분석을 위해 스프링 릴리즈 시험기를 설계하고 시험을 실시하였다. 시뮬레이션을 위해 집중 매개변수 스프링모델을 개발하였다. 실험계획법을 이용하여 코일스프링의 설계변수들을 최적화하였다. 2수준의 요인배치법을 사용하여 설계변수들의 민감도와 교호작용을 분석하였다. 민감도와 교호작용 분석결과를 통해 설계변수의 수준을 재배열하였다. 혼합수준 요인배치법을 이용하여 설계변수를 최적화 하였다. 최적설계 결과에 따르면, 스프링 조작기의 성능이 2.90 % 개선되었다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1996년도 춘계학술발표회논문집(3)
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• pp.170-175
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• 1996

경수로용 원전연료의 고연소에 따른 핵분열 가스 증가에 대비하여 플레넘 부피를 최대한으로 확보하기 위하여 연료봉 압축스프링의 부피를 최소화하는 설계 최적화에 대한 연구를 수행하였다. 연료봉 설계변경이나 제조공정에 따른 요구사항을 용이하게 반영할 수 있도록, 최적설계 Software Package인 IDESIGN을 이용하여 최적설계 프로그램을 작성하였으며, 구해진 설계변수값 부근에서 다시 반복 계산을 수행하여 설계변수들의 자릿수를 조정할 수 있게 하였다. 한편, 스프링의 좌굴특성을 향상시키기 위하여 연료봉으로부터 돌출된 스프링의 피치는 작게 하고 연료봉 플레넘 길이내의 피치는 더욱 크게 하는 부등피치 압축스프링은 균일피치의 경우와 거의 동일한 방법으로 설계되며, 각 구역의 설계값은, 스프링 제조설비를 고려하여 실험적으로 결정될 상수를 포함한, 9개의 미지수에 대한 9개의 연립방정식의 해를 구하여 결정된다.

• Composites Research
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• 제17권2호
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• pp.1-8
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• 2004

본 논문은 겹판 스프링의 정적 스프링 상수를 가지고 복합재료 데이퍼 스프링을 최적설계 하였다. 두께와 폭을 설계변수로 실정하였다. 회귀모형의 목적함수는 상용 해석 프로그램을 통해 얻었다. 회귀모형의 함수를 가지고 회귀계수를 계산한 후, DOT를 이용하여 최적해를 구하였다. 설계에 이용된 복합재료로는 E-glass/epoxy와 carbon/epoxy를 선정하였고 겹판 스프링과 비교 해석하였다. 그 결과 정적 스프링 상수는 최적화된 복합재료 스프링들과 겹판 스프링이 1％내로 일치함을 보였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권6호
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• pp.821-826
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• 2013

구조물의 최적설계 시 설계변수의 값이 변화할 때 모드전환이 일어날 수 있다. 만약 이 모드전환을 추적하지 않으면 최적설계를 위한 고유진동수나 모드는 설계자가 의도하지 않은 모드로 평가될 수 있다. 따라서 설계변수의 값이 변화할 때마다 의도한 고유진동수와 모드의 동일성을 유지할 수 있도록 모드추적이 적용되어야 한다. 또한 설계변수가 불확실성을 포함하고 있는 설계 문제의 경우, 이를 고려한 신뢰성 기반 최적설계를 수행해야 한다. 본 연구에서는 압축기를 지지하는 관절스프링의 한 부품인 압축 코일스프링의 모드추적을 고려한 신뢰성기반 최적설계를 수행한다. 모드추적 기법은 최적화 기법들과 연동이 쉬운 다중응답접근법 기반 크리깅 메타모델을 이용하며, 신뢰성해석 기법은 크리깅 메타모델 기반 몬테카를로 추출법을 이용한다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1992년도 추계학술대회논문집; 반도아카데미, 20 Nov. 1992
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• pp.25-30
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• 1992

최근 전자계산기를 이용한 진동해석 방법이 눈부시게 발달하여, 일반 구조물 이나 기계 구조물 등의 동특성을 설계 단계에서 정도 높게 예측하는 것이 가능하게 되었다. 그러나 종래의 구조해석은 주어진 시스템의 동특성을 위한 것으로 얻어진 동특성으로부터 질량, 관성제원 및 스프링상수값 등의 설계상 수값을 규명하는 연구는 미미한 실정이다. 이것에 대한 해결방법으로 크게 해석적인 방법과 실험적인 방법으로의 접근이 있어 왔다. 해석적인 방법으로 유한요소해석에서 얻은 모드좌표를 물리좌표로 변환하는 방법으로 Guyan의 정축소와 같은 절점축소를 행하는 방법이 고찰되었다. 실험적인 방법으로 가 진실험에서 얻은 전달함수나 모드파라미터로부터 [M], [K] 행렬을 결정하는 연구가 있었지만 어떤것도 질량, 스프링상수 등의 설계상수를 완전히 규명하 지는 못하였다. 또한, 설계 단계에서 필요한 질량, 관성제원 또는 스프링상수 등의 최적한 값이나, 원하는 시스템특성을 얻을 수 있는 설계상수의 적정한 폭을 구하는 연구는 설계자의 경험과 반복된 시행착오에 의존하는 실정이다. 감도해석은 이러한 문제점을 개선하는 수단으로 설계변수에 대한 동특성의 변화율을 구하는 것이다. 감도해석을 수행하는 것은 어느 설계변수를 수정하 는 것이 주어진 동특성에 부합되는 지를 알려주고, 어느 것을 수정하는 것이 원하는 방향의 동특성변화에 가장 효과적인지를 알려주는 것이다. 따라서 감 도해석을 이용하여 설계의 최적화 프로그램을 만들수 있고, 이것은 설계자가 요구하는 동특성을 목적함수로 하여 주어진 구조물을 최적화하는 설계상수 값을 얻을 수 있게 한다. 본 논문에서는 강체모델의 동특성으로부터 모델의 설계 상수를 규명하고, 동특성의 개선을 위하여 설계변수의 변경량을 물리좌 표계에서 얻는것을 목적으로 한다. 강체 마운트계의 관성제원 및 마운트강성 의 규명을 위하여 임으로 주어진 설계상수를 모델데이타로 하여 관성제원과 스프링 강성을 구하였다. 관성제원의 규명은 주어진 모델의 관성값을 모르는 것으로 하여 임의의 초기 관성값으로 감도해석에 의해 주어진 계의 관성값 을 물리 좌표계에서 규명하였다. 마운트 강성의 규명도 관성제원의 규명과 같은 방법으로 임의의 강성값으로 감도해석을 하여 강성값을 규명하였다. 또 한 감도해석에 의한 동특성 변경은 특정한 고유진동 수의 변경이 필요할 때, 고유진동수의 이동을 위한 관성제원의 변경 및 마운트 강성변경값을 예측할 수 있다. 본 연구수행의 기본적인 흐름도는 Fig.1.1과 같다. 위와 같은 작업 으로 엔진 마운트와 같은 강체 모델의 시스템 규명을 행하는 경우에 유한요 소해석 및 가진 실험으로 얻은 고유진동수의 정보 또는 원하는 고유진동수 의 특성을 기본으로 실제 설계에서 사용이 가능하도록 물리 좌표계에서 관 성 제원 및 스프링상수를 구할 수 있을 것이다.

• 한국철도학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.39-44
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• 2008

본 연구에서는 실측 주행시험 결과데이터를 바탕으로 윤축 진동과 설계변수간의 관계를 규명하고자 2 자유도계 모델을 구성하였다. 특히 2차 현가장치인 공기스프링의 점탄성 특성을 반영하기 위해 니시무라 공기스프링 모델을 적용하였다. 수치해석 결과 내부 압력 감소 및 보조 공기탱크 체적 증가 시 객차 가속도응답이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 이에 안정성을 헤치지 않는 범위 내에서 현가장치의 강성을 조정해 볼 필요가 있음을 알았다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1993년도 추계학술대회논문집; 반도아카데미, 26 Nov. 1993
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• pp.99-105
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• 1993

본 연구에서는 세탁통 및 감속장치가 스너버(Snubber)와 지지 스프링에 의 해서 지지되는 하부지지형 세탁기를 모델로 선택하였으며, 시스템의 동특성 해석을 위하여 세탁기를 회전체를 갖는 강체 현가 시스템으로 모델링하고 운동방정식을 구하여 수치 해법을 적용하여 진동 특성을 계산하였다. 세탁기 의 진동 형태를 예측하기 위해서 밑판의 마찰 계수, 스터버의 곡률 반경, 지지 스프링 계수 및 위치 등을 진동량에 영향을 미치는 설계 변수로 선정하여 결과를 구하였으며, 이 자료들을 설계 변경시에 이용할 수 있게 하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1997년도 추계학술대회논문집; 한국과학기술회관; 6 Nov. 1997
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• pp.420-425
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• 1997

본 연구에서는 병진 스프링과 회전 스프링으로 동시에 지지되어 있으며 다수의 집중질량과 회전관성이 결합된 멀티스팬빔의 무차원 설계변수에 따른 진동특성의 엄밀해를 빠른 계산속도로 해석할 수 있는 이론적 진동해석 방법을 제시하였다. 그리고, 지금까지 연구되어 온 여러 가지 해석모델에 적용하여 본 연구에서 이용한 해석기법의 타당성을 검증하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제31권5호
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• pp.243-250
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• 2018

본 논문에서는 복합재 판 스프링의 설계 최적화를 위해 유전자 알고리즘을 사용한 적층 최적화 과정을 제시하였다. 다목적 소형 승합 자동차 판 스프링을 유한요소모델로 구성하여 초기 설계를 검증한 이후, 유전자 알고리즘을 통해 복합재료의 적층수와 적층각도를 최적화하는 과정을 기술하였다. 최적화 과정을 통해 판 스프링의 하중 감소과정, 반복수에 따라 강 구조의 해석 결과와 비교하였다. 더불어 유전자 알고리즘을 통해 최적화된 적층 시퀀스를 구조에 적용하여 구조의 건전성을 검증하기 위해 유한요소 모델로 구성하여 안전여유를 계산하였다. GA를 적용할 때, 복합재료 판 스프링의 적층 두께와 적층 각을 획득하였으며, 이는 적절한 강도와 강성으로 최소 무게를 달성하는데 기여한다. 동일한 설계 매개 변수 및 최적화 조건에서 강철된 판 스프링을 복합재 판 스프링으로 교체하면 65.6%의 중량이 감소한다.

• 한국정밀공학회지
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• 제21권3호
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• pp.132-138
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• 2004

In a vacuum circuit breaker mechanism, a spring-actuated linkage system is used to satisfy the desired opening and closing characteristics of electric contacts. If the type and structure of the linkage system required to the circuit breaker is predetermined, the stiffness, free length and attachment points of a spring become the important design parameters. In this paper, based on the energy conservation that the total system energy is constant throughout the operating range of the mechanism, a systematic procedure for optimizing the spring design parameters is developed and applied to the simplified mechanism of a circuit breaker. Then, in order to consider the complex dynamics of the circuit breaker mechanism rather well, the developed procedure is converted to the environment of a multi-body dynamics program ADAMS.