부분 구조의 주파수 응답 함수를 이용한 구조 최적화

Abstract

본 연구에서는 형상 정보가 알려지지 않은 부품과 형상 정보를 알고 있는 부품으로 구성된 완성품의 진동 특성을 최적화하는 방법을 제시하고 그 유효성을 확인한다. 여러 부품으로 구성된 완성품을 설계/제작하는 과정에서, 각 부품을 설계/제작하는 회사들간에는 형상이나 재질에 대한 정보가 보안상의 문제로 인해 공유될 수 없는 경우가 많다. 그럼에도 불구하고, 각 부품 회사에서 제작되는 부품들은 각 단품이 아니라 해당 부품이 다른 부품들과 조립된 완성품에서의 설계 조건을 만족시켜야 한다. 이로 인해 부품 회사는 거듭되는 재 설계로 많은 시간적, 경제적 낭비가 발생한다. 이런 문제를 해결 하기 위해 본 연구에서는 부품의 재질이나 형상에 대한 정보는 포함하지 않으면서 진동 특성은 포함하는 새로운 데이터 형식으로 부품의 주파수 응답 함수를 제안하고, 이를 이용하여 형상을 변경 시킬 수 있는 부품에 대한 최적 설계를 수행하여 완성품의 진동 특성을 만족 시키는 방법을 제안한다. 먼저, 주파수 응답 함수의 특성을 설명하고, 이를 이용하여 각 부품의 등가 진동계를 구성한다. 구성된 등가 진동계들을 결합하여 완성품의 응답을 예측하는 방법을 이론적으로 유도한다. 마지막으로 부품의 형상을 변경시켜 완성품의 진동 특성을 만족시키는 구조 최적화를 수행한다.