정하중을 받는 구조물의 적층 제조를 위한 적응적 가중치 적용 동시 위상최적설계

조재훈; 이중석

doi:10.3795/KSME-A.2021.45.9.715

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자료유형: 학술저널

저자정보: 조재훈 (충남대학교) 이중석 (충남대학교)

저널정보: 대한기계학회 대한기계학회 논문집 A권 대한기계학회논문집 A권 제45권 제9호(통권 제432호)

발행연도: 2021.9

수록면: 715 - 726 (12page)

DOI: 10.3795/KSME-A.2021.45.9.715

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2021

정하중을 받는 구조물의 적층 제조를 위한 적응적 가중치 적용 동시 위상최적설계

조재훈 , 이중석 대한기계학회 논문집 A권 2021.09 학술저널

정하중을 받는 구조물의 적층제조를 위한 구조물과 지지부의 적응적 가중치 기반 동시 위상최적설계

조재훈 기계공학과 2021.01 학위논문

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적층 제조는 전통적인 방식에서는 구현하기 어려운 복잡한 설계의 구조물을 효과적으로 제작할 수 있는 장점을 가지고 있다. 반면에 구조물 전체를 순차적으로 적층하여 제조하기 때문에 공간적으로 돌출되거나 떠있는 부분이 제조 과정에서 변형되거나 심지어 파괴되는 문제가 발생할 수 있다. 본 연구에서는 위상최적설계 기법을 이용하여 정하중을 받는 주 구조물과 적층 제조 과정에서 주 구조물의 자중을 떠받치는 역할을 하는 지지부를 동시에 설계한다. 위상최적설계 수식화에 있어 주 구조물과 지지부를 포함하는 전체 구조 간의 변형률에너지의 비를 목적함수 내의 다중 물리량의 상대적 중요도를 조절하는 적응적 가중치로 정의한다. 주 구조물과 지지부의 물성치를 정규화된 값으로 설정하여 다양한 설계 예제에 대하여 물성치의 변화에 따른 설계 결과에의 영향을 비교 분석한다.

#Simultaneous Topology Optimization(동시 위상최적설계) #3D Printing(3D 프린팅) #Additive Manufacturing(적층 제조) #Supports(지지부) #Adaptive Weighting Factor(적응적 가중치)

참고문헌 (20)

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Park, S. H. and Youn, S. K., 1997, “A Study on the Topology Optimization of Structures,” Trans. Korean Soc. Mech. Eng. A, Vol. 21, No. 8, pp. 1241~1249.

Bendsøe, M. P. and Sigmund, O., 2002, Topology Optimization: Theory, Methods, and Applications, 2nd Ed., Springer, Berlin.

Liu, Y., Li, Z., Wei, P. and Chen, S. K., 2019, “Generating Support Structures for Additive Manu-facturing with Continuum Topology Optimization Methods,” Rapid Prototyping J., Vol. 25, No. 2, pp. 232~246.

Allaire, G. and Bogosel, B., 2018, “Optimizing Supports for Additive Manufacturing,” Struct. Multidiscip. Optim., Vol. 58, pp. 2493~2515.

Kuo, Y. H., Cheng, C. C., Lin, Y. S. and San, C. H., 2018, “Support Structure Design in Additive Manu-facturing based on Topology Optimization,” Struct. Multidiscip. Optim., Vol. 57, pp. 183~195.

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