개념설계를 지원하기 위한 최적설계 방법

전문가 제언

○ 본 해설에서는 개념설계를 지원하는 방법론으로서 이산요소(discrete elements)를 사용하는 최적설계 방법을 정식화하였다. 이산요소를 사용하는 해석과 평가는 개념설계 단계에서 매우 유용하다. 보통, 개념설계 단계에 있어서 본질적으로 올바른 설계안을 창출할 수 있다면, 고품질의 제품을 개발할 수 있을 뿐만 아니라 평가단계에서 성능평가와 설계변경에 기인되는 시간적 소모를 크게 경감(輕減)시킴으로써 기계제품의 개발기간을 대폭적으로 단축할 수 있다.

○ 기계제품 설계의 최적화(optimization)에 관하여 논(論)하는 과정에서 물리학에서 물리량[모멘트(moment), 영률(Youngs modulus), 푸아송 비(Poisson's ratio), 평균 컴플라이언스(mean compliance), 자유도(degree of freedom)]과 국제표준(SI) 단위[뉴턴(N): 힘(force)의 단위, 파스칼(Pa): 압력(pressure)의 단위] 및 대수학에서 변환관계식 등이 사용되고 있는 것은 매우 괄목(刮目)할만 하다.

- 참고로, 이들 중 물리량에 대한 정의를 제시하고자 한다. 즉, 모멘트: 관성모멘트를 제외한 "힘의 모멘트(기준점에서 작용점까지의 위치벡터와 작용하는 힘 벡터의 곱)", 영률: 물체에 가한 늘림 변형력을 그 방향으로 생기는 변형의 크기로 나눈 값, 푸아송 비: 막대축의 평행한 힘에 대한 가로 방향의 수축 변형력의 비율, 컴플라이언스: 단위 힘(1N)당 선형역학계가 변하는 양, 자유도: 역학계의 완전한 기술에 필요한 독립변수의 최소 수(數).

○ 설계변수를 변경하는데 사용되는 축차철함수 근사법(逐次凸函數近似法)으로 알려진 CONLIN과 MMA 및 조합유한-이산요소 방법과 관련된 참고자료 및 문헌을 다음에 각각 소개한다.

- ① http://www.ime.auc.dk/~no/notes/OPT7.pdf#search='CONLIN%20 and%20MMA'.
- ② Ante Munjiza, The Combined Finite-Discrete Element Method, Wiley Publishers, ISBN: 0-470-84199-0, April 2004.

저자

Shinji NISHIWAKI

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

환경·건설

연도

2005

권(호)

40(1)

잡지명

설계공학(D122)

과학기술
표준분류

환경·건설

페이지

12~20

분석자

황*태

분석물

• 개념설계를 지원하기 위한 최적설계 방법.pdf [255,792 byte]

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