Shell 구조물의 경량화를 위한 위상최적설계 기법 적용

Abstract

본 연구에서는 I형 보를 기준으로 질량절감 40%달성(초기질량에서 60%만 사용)이라는 목표를 세우고 이것이 가능한지를 살펴보았다. 먼저 초기두께에서 변형이 어떻게 되는지 측정하였고, 두께를 10t에서 15t로 바꾸어가며 위상최적설계 기법을 이용하여 강제로 질량을 40% 줄였다(초기질량의 60% 만 사용). 질량이 40%줄어든 상태에서 다시 변형을 측정하고 위상최적설계를 하지 않았을 경우와 어떻게 달라지는지를 살펴보았다. 또한 질량을 70~90%를 사용하면서 비교해 보았다. 배교대상은 구조적 상태를 잘 보여줄 수 있는 것을 선택했으며 그것은 Strain Energy 에 기반 한 컴플라이언스(Compliance)와 변형(displacement)이다. 고유진동수까지 고려하여 위상최적설계를 해 보려 하였으나 국부모드(local mode)의 문제로 여기에서는 다루지 않았다. 이는 추후에 교려해야할 문제로 보인다.