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저널정보
한국전산구조공학회 한국전산구조공학회논문집 한국전산구조공학회논문집 제31권 제6호
발행연도
2018.1
수록면
353 - 358 (6page)

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본 연구는 전기자동차 충전시스템에서 전력변환장치의 경량화를 위한 최적화 분석프로세스에 대한 내용을 서술하였다. 최적화 설계는 재료 물성치에 대한 설계민감도와 수학적 최적화를 결합하여 주어진 재료량 제한조건 하에 최적의 재료분포를 찾는 설계기법으로 위상의 고정화, 자유도가 묶이는 문제 등을 해결할 수 있는 위상 최적화방법을 사용하였으며, 위상 최적화방법 중 비교적 수식화가 간단하고 수렴성이 좋은 SIMP법(solid isotropic material with penalization)에 의해 경량화 설계를 수행하였다. 경량화 설계는 3단계의 절차로 구성하였으며, 첫 번째 단계로 전력변환장치의 기본 설계에 대한 유한요소모델을 구성하고, 하중에 대한 정적해석을 수행하였다. 두 번째 단계로 정적해석 결과에 대해 등방성 재료의 강성계수를 적용한 밀도법을 이용하여 위상 최적화를 수행하여 경량화를 위한 최적 형상을 도출하였다. 세 번째 단계로 최적 형상에 대해 차량 탑재 부품의 충격시험기준에 만족하는 반정현파 펄스형태 충격하중을 인가하여 충격해석을 수행하였다. 위상 최적화단계에서 사용 환경조건으로 설계영역 정의는 마운팅 브래킷 영역으로 제한하였으며, 마운팅 브래킷의 설계 최적화를 통해 최종적으로 기본설계대비 20%이상의 경량화가 가능한 설계기술을 확보하였다.
#voltage converter #topology optimization #weight reduction #mounting brackets

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Bendsoe, M. P. / 1988 / Generating Optimal Topologies in Structural Design using Homogenization Method / Comput. Method. Appl. Mech. & Eng. 71:197~224 google schola Bendsoe, M. P. / 2003 / Topology Optimization: Theory, Methods, and Applications / Springer Berlin Heidelberg :370 google schola 차송현 / 2013 / 밀도법 기반 위상 최적설계의 실험적 검증 / 한국전산구조공학회논문집 26(4):241~246 dbpia Dassult System / 2011 / Topology and Shape Optimization with Abaqus, Abaqus user’s manual google schola Robin, L. / 2016 / Methodology for Topology and Shape Optimization : Application to a Rear Lower Control Arm google schola

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