• 제목/요약/키워드: topology-based

검색결과 1,511건 처리시간 0.026초

구동력을 고려한 자기장치의 레벨셋기반 위상최적설계 (Level Set Based Topology Optimization of Magnetic Device Considering Actuating Force)

  • 박상인;민승재
    • 대한기계학회:학술대회논문집
    • /
    • 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
    • /
    • pp.643-645
    • /
    • 2008
  • To obtain weight reduction and high performance, level set based topology optimization in magnetic fields is promising for the design of magnetic devices where the precise boundary shape and topological chanages are required. Level set function is introduced to represent ferromagnetic material boundaries and material properties of the magnetic reluctivity are determined. The optimization problem is formulated for maximizing the actuating force in a prescribed direction under limited usage of ferromagnetic material.

  • PDF

점탄성물질 위치 최적화를 위한 설계변수감소 위상최적설계 기법 (RDVM Topology Optimization for Optimal Damping Treatment)

  • 김선용
    • 한국소음진동공학회논문집
    • /
    • 제27권1호
    • /
    • pp.72-79
    • /
    • 2017
  • A full treatment of damping material is not an effective method because the damping effect is not significantly increased compared to that obtained by an effective partial damping treatment. Thus, a variety of methodologies has been considered in order to achieve an optimal damping treatment. One of the widely applied approaches is topology optimization. However, the high computational expenses can be an issue in topology optimization. A new efficient convergence criterion, reducible design variable method (RDVM), is applied to reduce computational expense in topology optimization. The idea of RDVM topology optimization is to adaptively reduce the number of design variables based on the history. The iteration repeats until the number of design variables becomes zero. The aim of this research is to adopt RDVM topology optimization into obtaining an optimal damping treatment. In order to demonstrate the effectiveness and efficiency of RDVM topology optimization, optimal damping layouts and computational expenses are compared between conventional and RDVM topology optimization.

Seismic analysis of steel structure with brace configuration using topology optimization

  • Qiao, Shengfang;Han, Xiaolei;Zhou, Kemin;Ji, Jing
    • Steel and Composite Structures
    • /
    • 제21권3호
    • /
    • pp.501-515
    • /
    • 2016
  • Seismic analysis for steel frame structure with brace configuration using topology optimization based on truss-like material model is studied. The initial design domain for topology optimization is determined according to original steel frame structure and filled with truss-like members. Hence the initial truss-like continuum is established. The densities and orientation of truss-like members at any point are taken as design variables in finite element analysis. The topology optimization problem of least-weight truss-like continuum with stress constraints is solved. The orientations and densities of members in truss-like continuum are optimized and updated by fully-stressed criterion in every iteration. The optimized truss-like continuum is founded after finite element analysis is finished. The optimal bracing system is established based on optimized truss-like continuum without numerical instability. Seismic performance for steel frame structures is derived using dynamic time-history analysis. A numerical example shows the advantage for frame structures with brace configuration using topology optimization in seismic performance.

고전력밀도 AC/DC 어댑터의 설계 (Design of High Power Density AC/DC Adapter)

  • 이준영
    • 전력전자학회논문지
    • /
    • 제15권4호
    • /
    • pp.259-265
    • /
    • 2010
  • 본 논문에서는 더 높은 에너지 효율을 요구하는 전자 기기들의 사용에 따른 고전력 밀도 AC/DC 어댑터의 구조를 제안한다. PFC (Power Factor Corrector) topology는 BCM (Boundary Conduction Mode)제어 방식을 적용한 Boost topology를 기본으로 하였으며, DC/DC topology는 주파수제어를 적용한 LLC 공진 컨버터를기본으로 하였다. 이는 반도체 소자 및 마그네틱 소자의 크기를 줄이는데 용이하다. 85W급 AC/DC adapter (18.5V/4.6A)를 설계하여 실험한 결과 $90V_{rms}$의 입력전압에서 90%의 효율과 $36W/in^3$의 전력밀도가 측정되었고 무부하시 전력 손실은 0.5W를 달성하였다.

SIMP를 이용한 구조물의 재료 위상 최적설계 Part II : 부분적인 솔리드 위상을 가지는 초기 설계영역 (Material Topology Optimization Design of Structures using SIMP Approach Part II : Initial Design Domain with Topology of Partial Solids)

  • 이동규;박성수;신수미
    • 한국전산구조공학회논문집
    • /
    • 제20권1호
    • /
    • pp.19-28
    • /
    • 2007
  • 이산화 된 구조물의 위상최적화 과정은 균일하게 분포된 재료 밀도의 위상으로 표현되는 초기 설계영역을 시발점으로 한다. 최적화 과정 동안 구조물의 위상은 고정된 설계영역 내에 주어진 최적화 문제를 만족시키는 방향으로 변화하면서, 최종적으로 최적 위상의 재료 밀도 분포를 생산한다. Eschenauer et al.에 의해 제안되었던 설계영역 안에 구멍을 도입하는 개념은 원래 경계면의 최적화 문제에 대해 설계변수의 유한적인 변화를 촉진시켜 최적화의 수렴성 개선을 도모하기 위함이었으나, 위상최적화의 관점에서는 초기 위상의 정의에 따라 다양한 최적 위상이 생산되는 것을 의미한다. 본 연구에서는 초기 설계영역 안에 국소적인 솔리드 상을 도입해 초기 위상에 변화를 주었을 때, 한정된 재료 하에 구조물에 배치 가능한 다양한 최적 위상을 산출할 수 있음을 검증하였다. 수치 예제로서 초기 설계영역 내에 다양한 치수를 가지는 국부적인 원형 솔리드의 고정된 개수를 투입하여 간단한 MBB-보의 위상최적 설계를 수행하였다.

요소 연결 매개법을 이용한 선형 구조물의 동적 컴플라이언스 최적화 (Element Connectivity Based Topology Optimization for Linear Dynamic Compliance)

  • 윤길호
    • 한국전산구조공학회논문집
    • /
    • 제22권3호
    • /
    • pp.259-265
    • /
    • 2009
  • 본 연구 논문에서는 요소 연결 매개법(Element Connectivity Parameterization Method)을 이용하여 선형 구조물의 동적 컴플라이언스(Dynamic compliance)를 최소화하는 위상을 설계하는 기법을 연구한다. 기존의 밀도를 기반으로 한 위상최적화기법은 각 유한 요소의 탄성계수를 각 요소에 정의되어 있는 설계변수(Design Variable)를 이용하여 위상최적화를 수행한다. 이 방법은 현재까지 많은 선형구조문제에 적용되었지만 비선형 문제와 멀티피직스 시스템에서 수치적인 문제점이 보고되었다. 이런 문제점을 근본적으로 해결하기 위하여 최근에 요소 연결 매개법(Element Connectivity Parameterization Method)이란 새로운 최적화 기법이 개발되었다. 이 새로운 설계 방법은 요소의 강성을 설계하는 것이 아니라 요소의 연결성을 설계하는 기법으로 이를 이용하여 비선형 구조물이나 멀티피직스 시스템의 위상최적화를 효과적으로 수행할 수 있다. 하지만, 아직까지 질량 행렬의 정의에 대한 모호함으로 인하여 동적인 구조물의 최적화에 대한 연구가 많이 이루어지지 않았다. 이런 문제점을 해결하기 위하여 요소 연결 매개법에서 질량행렬을 정의하는 방법을 연구하며, 이를 이용하여 선형 구조물의 동적 컴플라이언스(Dynamic Compliance)를 고려한 위상최적화 문제에 적용하여 제안된 방법을 검증하였다.

구조 최적화를 위한 특징형상 재설계 알고리즘 (A Feature-based Reconstruction Algorithm for Structural Optimization)

  • 박상근
    • 융복합기술연구소 논문집
    • /
    • 제4권2호
    • /
    • pp.1-9
    • /
    • 2014
  • This paper examines feature-based reconstruction algorithm using feature-based modeling and based on topology optimization technology, which aims to achieve a minimal volume weight and to satisfy user-defined constraints such as stress, deformation related conditions. The finite element model after topology optimization allows us to remove some region of a solid model for predefined volume requirement. The stress or deformation distribution resulted from finite element analysis enables us to add some material to the solid model for a robust structure. For this purpose, we propose a feature-based redesign algorithm which inserts negative features to the solid model for material removal and positive features for material addition, and we introduce a bisection method which searches an optimal structure by iteratively applying the feature-based redesign algorithm. Several examples are considered to illustrate the proposed algorithms and to demonstrate the effectiveness of the present approach.

Multi-material topology optimization of Reissner-Mindlin plates using MITC4

  • Banh, Thien Thanh;Lee, Dongkyu
    • Steel and Composite Structures
    • /
    • 제27권1호
    • /
    • pp.27-33
    • /
    • 2018
  • In this study, a mixed-interpolated tensorial component 4 nodes method (MITC4) is treated as a numerical analysis model for topology optimization using multiple materials assigned within Reissner-Mindlin plates. Multi-material optimal topology and shape are produced as alternative plate retrofit designs to provide reasonable material assignments based on stress distributions. Element density distribution contours of mixing multiple material densities are linked to Solid Isotropic Material with Penalization (SIMP) as a design model. Mathematical formulation of multi-material topology optimization problem solving minimum compliance is an alternating active-phase algorithm with the Gauss-Seidel version as an optimization model of optimality criteria. Numerical examples illustrate the reliability and accuracy of the present design method for multi-material topology optimization with Reissner-Mindlin plates using MITC4 elements and steel materials.

밀도분포법을 이용한 부재의 연결구조 최적화 (Topology Optimization of Connection Component System Using Density Distribution Method)

  • 한석영;유재원
    • 한국공작기계학회논문집
    • /
    • 제12권4호
    • /
    • pp.50-56
    • /
    • 2003
  • Most engineering products contain more than one component. Failure occurs either at the connection itself or in the component at the point of attachment of the connection in many engineering structures. The allocation and design of connections such as bolts, spot-welds, adhesive etc. usually play an important role in the structure of multi-components. Topology optimization of connection component provides more practical solution in design of multi-component connection system. In this study, a topology optimization based on density distribution approach has been applied to optimal location of fasteners such as T-shape, L-shape and multi-component connection system. From the results, it was verified that the number of iteration was reduced, and the optimal topology was obtained very similarly comparing with ESO method. Therefore, it can be concluded that the density distribution method is very suitable for topology optimization of multi-component structures.