등가정하중법을 이용한 복합재 구조물의 최적설계

Abstract

대부분의 복합재료들은 금속재료보다 강도와 강성이 높고 비강도와 비강성도한 높으고 피로특성이 좋다는 상점을 가지고 있기 때문에 무게를 줄여야 하는 우주항공 재료나 자동차의 재료로 많이 사용되어지고 있다. 복합재료 구조물 최적설계시에 설계변수와 영향요소가 많기 때문에 복합재료 구조물 최적설계가 일반적인 금속재료 구조물 최적설계보다 더 복잡하다. 실제 대부분 복합재료 구조물 문제는 비선형적이고 시간 의존적인 동적시스템이다. 현재까지는 선형 정적 복합재료 구조물 최적설계가 이미 상당히 발전되었지만 비선형 동적 최적설계는 선형 정적 최적설계보다 더욱 어렵다. 그래서 선형 정적 조건으로 가정하여 비선형 동적 복합재료 구조물 최적설계를 수행하는 경우가 많다. 하지만 이렇게 얻어지는 최적설계결과가 정확하지 않다. 본연구에서는 등가정하중을 통해 복합재료의 동적해석과 선형 정적 최적설계를 연결하며 복합재료 구조물에게 동적 최적설계를 수행하였다. 연구내용을 설명하면 1) 등가정하중을 이용한 복합재료 구조물 최적설계의 순서를 정리함. 2) 공하적에서 대표적인 beam, plate, truss, bracket 등 복합재료 구조물에 대한 동적 최적설계를 수행하였다. 제한조건에 만족하며 질량 어느정도를 강소시켰다. 복합재료 구조물 최적설계시 등가정하중법의 유용성을 보였다. 일반적인 방법과 비교해보면 등가정하중법은 최적설계 결과가 더 정확하고 복합재료 구조물 최적설게 시간을 많이 줄일 수 있다.