표준정규분포를 고려한 반응표면모델 기반 디스크 브레이크의 강건최적설계
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학술지명
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발행연도
2010
작성언어
Korean
주제어
KDC
550
자료형태
학술저널
발행기관 URL
수록면
8-14(7쪽)
제공처
복잡한 시스템 계의 설계정보를 효과적으로 추출하기 위해서 형상최적설계가 수행되는 경우, 일반적으로 유한요소해석 기법과 D-최적배열을 이용한 실험계획법이 연동된 반응표면모델을 구성하고 여기에 최적설계기법이 적용된다. 그러나, 설계변수에 형상공차와 같은 변동성이 존재하면 최적해의 강건성 확보를 위하여 설계변수의 형상공차를 확률론적인 변동성으로 고려한 추가적인 강건설계가 필요하다. 본 연구에서는 계산시간이 많이 소요되는 유한요소해석에 의한 강건설계문제에 설계변수의 표준정규분포를 고려한 반응표면모델을 구축하여 최적설계를 수행하므로서 손쉽게 강건최적값을 구하는 방법을 제안하였다. 승용차용 브레이크 디스크에 제안된 방법을 적용하여 열변형과 중량을 최소화하는 설계변수의 강건최적해를 구하고, 몬테카를로 시뮬레이션 추정결과와 비교하여 이의 적합성을 검증하였다.
더보기In the practical design process, it is very important how to extract the design space information of the complex system for verifying, improving and optimizing the design process to take into account of design variables with their shape tolerance. The finite element analysis has been successfully implemented and integrated with a design of experiment such as D-Optimal array providing a response surface model and optimization tools, so that optimized design variables can be found. Then, to ensure robustness of the design variables the robust design should be performed additionally, in which the statistical variation from shape tolerance of the design variables optimized is taken into account. In this study a new approach via the response surface model considering standard normal distribution of the shape tolerance is proposed that enables to perform both of the optimization and robust design. This approach can be utilized as an efficient means to rapidly model the trade-off among many conflicting goals existed in the finite element analysis applications. For the case study the robust optimal design of disc brake under thermal loadings was carried out to apply solving multiple objective functions and constraints of the design variables such as a thermal deformation and weight.
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