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수송체 구조물의 진동특성에 관한 설계민감도 해석
Design Sensitivity Analysis for the Vibration Characteristics of Vehicle Structure

이재환    (충남대학교 선박해양공학과  );
  • 초록

    선박, 자동차, 항공기등 수송체 구조해석에 유한요소법이 사용됨에 따라 초기 설계 후 대형 복합구조물의 해석이 ANSYS, NASTRA등의 범용 유한요소 코드에 의해 수행되고 있다. 설계변경을 시도할 때 설계자의 경험과 인지만으로 대형 구조물의 성능변경을 예측하기는 어렵다. 비록 대형 컴퓨터의 사용으로 구조 재해석이 용이하나 정량적 및 이론적 설계수정방향 없이는 인력과 계산시간 소모를 초래하고 때로는 시간 제약으로 충분한 재해석을 못할 수가 있다. 이때 긴요하게 사용될 수 있는 정보는 민감도로서 설계변수 변화에 대한 구조응답 변화를 수치적으로 나타내므로 설계변경에 도움을 줄 수 있다. 본 논문에서 계산된 정확한 민감도는 선체데크구조와 수송체구조물 프레임 강성도를 설계 변수로 하였으며 구조물 진동저감 설계에 사용될 수 있다. 즉 유한요소법에 의한 구조 재해석에 의하지 않고 민감도 값으로 구조 진동변위 증감을 예측할 수 있음이 예제로 보여지고 있다.


    Design sensitivity analysis method for the vibration of vehicle structure is developed using adjoint variable method. A variational approach with complex response method is used to derive sensitivity expression. To evaluate sensitivity, FEM analysis of ship deck and vehicle structure are performed using MSC/NASTRAN installed in the super computer CRAY2S, and sensitivity computation is performed by PC. The accuracy of sensitivity is verified by the results of finite difference method. When compared to structural analysis time on CRAY2S, sensitivity computation is remarkably economical. The sensitivity of vehicle frame can be used to reduce the vibration responses such as displacement and acceleration of vehicle.


  • 참고문헌 (11)

    1. 전달 매트릭스법 및 유한요소 전달 매트릭스 결합방법에 의한 구조계의 동특성 감도해석 , 대한조선학회논문집 / v.29,pp.,
         
    2. 수송체 구조물의 진동특성에 관한 설계민감도 해석 , 이재환 , 충남대학교, 산업기술연구소 / v.,pp.,
    3. 민감도 해석에 의한 자동차 현가장치의 성능 개선에 관한 연구 , 송척기;박호;오재응;염성하 , 대한기계학회논문집 / v.14,pp.1464-1473,
         
    4. Sensitivity Analysis for discrete Stuctural Systems , Adelman,H.M.;Haftka,R.T. , AIAA J. / v.24,pp.814-831,
    5. Haug,E.J.;Choi,K.K.;Komkov,V. , Design Sensitivity Analysis fo Structural Systems / v.,pp.,
    6. Optimization of Distributed Parameter Structures , Haug,E.J(eds.);Cea,J.(eds.) , Sijthoff & Noordhoff, Alphem aan den Rjin / v.,pp.,
    7. CAE를 이용한 자동차의 진동 저감 연구 , 김종호;임석현 , 91 추계 학술대회 논문집 / v.,pp.,
    8. Design Component Method for Sensitivity Analaysis of Built-up Structures , Choi,K.K.;Seong,H.G. , J. of Structural Mechanics / v.14,pp.379-399,
    9. Desing Sensitivity Analysis using EAL : Part 1. Conventional Design Parameters , Dopker,B.;Choi,k.K.;Lee,J.H. , Technical Report 86-2, CAD Center, U of Iowa / v.,pp.,
    10. Sizing Design Sensitivity Analysis of Dynamic Frequency Response of Vibrating Structures , Choi,K.K.;Lee,J.H. , ASME J. of Mechanics, Transmissions, Automatiion in Design / v.114,pp.,
    11. Implementation of Design Sensitivity Analysis with Existing Finite Element Codes , Choi,K.K.;Santos,J.L.T.;Frederick,C. , ASME J. of Mech anics, Transmissions, Automation in Design / v.109,pp.,
  • 이 논문을 인용한 문헌 (2)

    1. 1996. "The Reduction of Harmonic Dynamic Response of Plate Structure Using Continuum Design Sensitivity Analysis" 소음진동 = Journal of KSNVE, 6(1): 27~34     
    2. 1997. "Eigenvalue design sensivity analysis of structure using continuum method" 韓國海洋工學會誌 = Journal of ocean engineering and technology, 11(1): 3~9     

 저자의 다른 논문

  • Lee, Jae-Hwan (28)

    1. 1991 "설계 민감도 해석" 大韓造船學會誌 = Journal of the society of naval architects of Korea 28 (3): 79~85    
    2. 1993 "선체 구조설계로부터 구조해석 모델 생성에 필요한 데이타의 추출과 정형화에 관한 연구" 大韓造船學會 論文集 = Journal of the Society of Naval Architects of Korea 30 (3): 90~99    
    3. 1995 "구조물 진동제어를 위한 설계 민감도해석 및 최적설계" 大韓造船學會 論文集 = Journal of the Society of Naval Architects of Korea 32 (4): 64~72    
    4. 1997 "연속법에 의한 판구조 고유진동수의 민감도 해석" 韓國海洋工學會誌 = Journal of ocean engineering and technology 11 (1): 3~9    
    5. 1999 "Isoparametric Mapping 방법을 사용한 선체 유한요소 모델링" 한국전산구조공학회논문집 = Journal of the computational structural engineering institute of Korea 12 (1): 67~74    
    6. 1999 "NASTRAN DMAP을 활용한 내충격 평가 기법(DDAM) 개발에 관한 연구" 大韓造船學會 論文集 = Journal of the Society of Naval Architects of Korea 36 (2): 114~120    
    7. 2001 "CAD/CAM 시스템에 의한 선박 모형 제작" 大韓造船學會 論文集 = Journal of the Society of Naval Architects of Korea 38 (2): 71~78    
    8. 2001 "잠수함의 침수시 대응을 위한 지식기반시스템에 관한 연구" 大韓造船學會 論文集 = Journal of the Society of Naval Architects of Korea 38 (3): 107~116    
    9. 2002 "A Structural Analysis of Aluminum Heli-Deck" 韓國海洋工學會誌 = Journal of ocean engineering and technology 16 (4): 37~41    
    10. 2002 "A Structural Analysis of Aluminum Heli-Deck" International journal of ocean engineering and technology 5 (1): 53~57    

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