레벨셋 기반 위상최적화를 이용한 토션빔 최적설계 = Optimal design for torsion beam using level set based topology optimization

토션빔 후륜 현가장치는 단순한 구조, 높은 공간 활용성, 낮은 원가로 인해 소형 FF(Front engine-Front wheel drive) 차량에 많이 사용되고 있다. 토션빔을 설계할 때는 비틀림강성이나 고유진동수를 고려해야 할 뿐만 아니라 중량감소를 통해 차량의 경량화에 기여할 수 있어야 한다. 하지만 현재까지의 토션빔 최적설계 연구들은 기구학적인 방법이나 실험계획법 등에 의존한 반복적인 노력이 많이 드는 방법으로 체계적인 최적설계 연구가 미흡한 실정이다. 따라서 토션빔이 갖추어야 할 설계요구사항을 만족시킬 수 있으면서 경량화를 달성할 수 있는 최적설계방법을 이용한 토션빔의 체계적인 설계기법에 관한 연구가 필요하다. 위상최적화에서 기존 균질화법이나 밀도법은 경계가 불규칙하게 생성되고 바둑판 무늬가 나타나는 한계점이 있다. 본 연구에서는 이러한 한계점을 해결할 수 있는 레벨셋 기반 위상최적화 기법을 사용하고자 한다. 레벨셋 기반 위상최적화를 이용하여 토션빔의 설계요구사항인 비틀림강성과 고유진동수를 고려하면서 경량화를 달성할 수 있는 설계기법을 제시하고자 한다. 그러나 기존의 레벨셋 기반 위상최적화는 내부 경계의 생성을 동반한 위상 변화를 얻을 수 없다. 따라서 본 연구에서는 고유치 문제에 대한 적응적인 내부 경계 생성 알고리즘의 척도로서 일반화된 에너지범함수민감도를 제안하고 내부 경계 생성 맵을 구성하여 새로운 내부 경계 영역을 생성하였다. 본 연구의 결과로서 제안한 내부 경계 생성 알고리즘을 적용한 레벨셋 기반 위상최적화를 이용하여 토션빔의 경량화를 이루면서 동시에 비틀림강성과 관심모드인 비틀림모드에 관한 고유진동수를 최대화하는 최적 형상을 제안한다.
Advisors
윤성기researcherYoun, Sung-Kieresearcher
Publisher
한국과학기술원
Issue Date
2008
Identifier
296288/325007  / 020063868
Language
kor
Description

학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 자동차기술대학원, 2008.2, [ v, 70 p. ]

Keywords

토션빔; 레벨셋 방법; 위상최적화; 고유치문제; 내부 경계 생성; torsion beam; level set method; topology optimization; eigenvalue problem; inner front creation; 토션빔; 레벨셋 방법; 위상최적화; 고유치문제; 내부 경계 생성; torsion beam; level set method; topology optimization; eigenvalue problem; inner front creation

URI
http://hdl.handle.net/10203/44419
Link
http://library.kaist.ac.kr/search/detail/view.do?bibCtrlNo=296288&flag=t
Appears in Collection
ME-Theses_Master(석사논문)
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