등가정하중을 사용한 선형 동적반응 위상최적설계 기초연구

장환학; 이현아; 박경진

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자료유형: 학술저널

저자정보: 장환학 (한양대학교) 이현아 (한양대학교) 박경진 (한양대학교)

저널정보: 대한기계학회 대한기계학회 논문집 A권 대한기계학회논문집 A권 제33권 제12호

발행연도: 2009.12

수록면: 1,401 - 1,409 (9page)

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이 논문의 연구 히스토리 (3)

2015

등가정하중을 이용한 튜브 하이드로포밍 공정 최적설계에 관한 기초연구

장환학 , 박경진 , 김태경 대한기계학회 논문집 A권 2015.03 학술저널

2014

등가정하중법에 근거한 튜브 하이드로포밍 공정의 하중경로 최적설계

장환학 기계공학과 2014.01 학위논문

2009

등가정하중을 사용한 선형 동적반응 위상최적설계 기초연구

장환학 , 이현아 , 박경진 대한기계학회 논문집 A권 2009.12 학술저널

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All the forces in the real world act dynamically on structures. Design and analysis should be performed based on the dynamic loads for the safety of structures. Dynamic (transient or vibrational) responses have many peaks in the time domain. Topology optimization, which gives an excellent conceptual design, mainly has been performed with static loads. In topology optimization, the number of design variables is quite large and considering the peaks is fairly costly. Topology optimization in the frequency domain has been performed to consider the dynamic effects; however, it is not sufficient to fully include the dynamic characteristics. In this research, linear dynamic response topology optimization is performed in the time domain. First, the necessity of topology optimization to directly consider the dynamic loads is verified by identifying the relationship between the natural frequency of a structure and the excitation frequency. When the natural frequency of a structure is low, the dynamic characteristics (inertia effect) should be considered. The equivalent static loads (ESLs) method is proposed for linear dynamic response topology optimization. ESLs are made to generate the same response field as that from dynamic loads at each time step of dynamic response analysis. The method was originally developed for size and shape optimizations. The original method is expanded to topology optimization under dynamic loads. At each time step of dynamic analysis, ESLs are calculated and ESLs are used as the external loads in static response topology optimization. The results of topology optimization are used to update the design variables (density of finite elements) and the updated design variables are used in dynamic analysis in a cyclic manner until the convergence criteria are satisfied. The updating rules and convergence criteria in the ESLs method are newly proposed for linear dynamic response topology optimization. The proposed updating rules are the artificial material method and the element elimination method. The artificial material method updates the material property for dynamic analysis at the next cycle using the results of topology optimization. The element elimination method is proposed to remove the element which has low density when static topology optimization is finished. These proposed methods are applied to some examples. The results are discussed in comparison with conventional linear static response topology optimization.

#Topology Opimtization(위상최적설계) #Equivalent Static Loads(등가정하중) #Artificial Material Method(가상 재료법) #Element Elimination Method(요소 제거법)

참고문헌 (15)

참고문헌 신청

1. [단행본] - Bendsoe, M.P / 2003 / Topology Optimization: Theory, Methods and Applications / Springer

2. [학술지(정기간행물)] - Bendsoe, M.P. / 1988 / Generating Optimal Topologies in Structural Design Using a Homogenization Method / Computer Method in Applied Mechanics and Engineering 71 (2) : 197 ~ 224

3. [학술지(정기간행물)] - Bendsoe, M.P. / 1989 / Optimal Shape Design as a Material Distribution Problem / Structural and Multidisciplinary Optimization 1 (4) : 193 ~ 202

4. [단행본] - Park, G.J. / 2007 / Analytic Methods for Design Practice / Springer

5. [단행본] - Vanderplaats Research and Development, Inc / 2005 / GENESIS User’s Manual: Version 9.0 / Vanderplaats Research and Development, Inc.

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주요연구분야 공학 > 기계공학 > 기계공학 일반 TOP 5% 공학 > 전기전자공학 > 전자공학

논문수 76 이용수 5,706

박경진

소속기관 한양대학교

주요연구분야 공학 > 기계공학 > 기계공학 일반 TOP 5% 공학 > 기계공학 > 자동차공학 TOP 5%

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