진화하는 CAE(Computer-Aided Engineering) 및 제조 기술은 기존의 설계 패러다임을 대체했습니다. 시뮬레이션 및 분석으로의 전환으로 인해 다양한 설계 및 제조 목표를 달성할 수 있었습니다. 토폴로지 최적화, 형상 최적화, 매개변수 최적화 및 설계 공간 탐색과 같은 다양한 CAE 기술은 오늘날 구조 최적화에 사용됩니다.

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Structural Optimization으로 달성할 수 있는 설계 목표는 다음과 같습니다.

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• 경량 디자인

• 지역별 스트레스 감소

• 다양한 경계 조건 준수.

• 부품 고장 감소

• 재료 사용량 감소

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구조 설계 최적화는 크게 3가지 범주로 분류할 수 있습니다.

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  1. 크기:

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일반적인 크기 조정 문제에서 목표는 선형 탄성 판의 최적 두께 분포 또는 트러스 구조의 최적 부재 면적을 찾는 것일 수 있습니다.

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  2. 모양:

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형상 최적화는 모든 경계 조건과 하중을 만족시키면서 국부적으로 응력을 줄이기 위해 수행됩니다. 최적성 기준 방법은 형상 최적화를 달성하는 데 사용할 수 있습니다. 이 알고리즘은 영역 전체에 걸쳐 응력 균질성을 유지하고 응력 집중을 줄이기 위해 구조의 물리적 요소를 변경하려고 합니다.

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  3. 토폴로지 최적화:

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토폴로지 최적화 기술은 모든 경계 조건과 하중 제약 조건을 충족하는 주어진 설계 공간에서 최적의 재료 분포를 결정합니다. SIMP(Solid Isotropic Material with Penalization), ESO(Evolutionary Structure Optimization), BESO(양방향 진화 구조 최적화) 등과 같은 다양한 수학적 모델이 있습니다. 가장 일반적으로 사용되는 방법은 SIMP이며, 주어진 양의 재료. 강성을 사용하는 이점은 스칼라 수량으로 나타낼 수 있어 계산 효율성을 높일 수 있다는 것입니다.

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