강도 조건을 고려한 칼사인 컨테이너의 요크 설계 최적화

초록

본 연구에서는 강도조건을 고려한 칼사인 컨테이너 요크의 설계 최적화를 수행하였다. 이를 위해 요크의 유한요소해석 방법을 정립하였으며, 설계변수는 중량을 결정짓는 기하학적 형상을 기반으로 선정하였다. 면 중심합성 실험계획 수립 후 각 실험점에 대해 유한요소해석을 수행하고, 성능지수(중량, 응력) 각각의 반응 표면 대리모델을 생성하여 R2 값을 통해 정확도를 평가하였다. 중량 및 응력 대리모델은 목적함수 및 제한조건으로 각각 선정하여 최적설계 문제를 정식화해 결정론적 설계 최적화를 수행하였다. 이에 도출된 최적해, 목적함수 및 제한함수 값을 유한요소해석을 통해 검증하였으며, 강성 및 내구성을 만족하고 중량은 최대 약 52.75% 감소한 보수적인 최적해를 도출하였음을 확인하였다.

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