반응형 기계공학 기타과목(4대역학 외)/구조최적설계3 [최적설계] compliant mechanism 이란? 순응 메커니즘은 부품의 탄성 변형을 통해 힘과 운동을 전달하는 기계 장치입니다. 전통적인 강체 메커니즘과 달리, 순응 메커니즘은 재료의 유연성을 활용하여 운동을 달성합니다. 이는 부품 수를 줄이고, 윤활이 필요 없으며, 단일 구조로 제작될 수 있다는 장점을 갖고 있습니다. 아래는 집개를 순응 메커니즘으로 설계한 예시입니다. 순응매커니즘은 MEMS(MicroElectoMechanical System)에서도 사용됩니다. MEMS에서는 작은 스케일을 다루기 때문에 윤활의 영향이 크므로, 윤활이 없는 순응메커니즘을 사용하는 것입니다. 순응메커니즘에서는 힘을가해 입력 변위(input displacement) 를 발생시키고 이에 따른 출력 변위(output displacement)가 발생하도록 합니다. 예를들.. 2024. 6. 10. [최적설계] SIMP 방법 (Solid Isotropic Material with Penalization method) 아래와 같은 물체가 있다고 합시다. 물체를 유한개의 요소로 나눈 상태입니다. 우리는 부피를 줄이고 싶은 상황입니다. 전체 부피의 50%만 사용할 것입니다. 위 요소의 절반만을 사용하여 좌측이 고정되고 우측 하단이 힘을 받는 구조물은 여러가지로 만들어 볼 수 있습니다. 구조물을 한가지로 결정짓기 위해 아래와 같은 목적을 설정하겠습니다. 목적 : compliance 를 최소화한다. compliance 는 아래와 같이 정의됩니다. $c=\sum_{e=1}^{N}\vec{u}_{e}^{T}k_{0}u_{e}$ 전체 부피의 50%만 남기면서 compliance 는 최소화 하는 방향으로 최적화를 진행해야합니다. 전체 부피의 50%만을 남기려면 50%의 element 가 제거되야 합니다. element 를 .. 2024. 6. 8. [최적설계] compliance 란? compliance 는 변형에너지에서 유도된 물리량입니다. 힘을 받는 구조물의 변형에너지는 아래와 같이 정의됩니다. $U_{strain}=\frac{1}{2}U^{T}KU$ 요소표현으로 바꿔보면 아래와 같습니다. $U_{strain}=\frac{1}{2} \sum_{e=1}^{N}\vec{u}_{e}^{T}k_{0}u_{e}$ $u_{e}$는 각 요소의 절점 변위이고 $k_{0}$는 강성행렬입니다. 한가지 재료로 구성된 물체라면 모든 요소의 $k_{0}$는 같습니다. compliance 는 변형에너지를 두배 하여 정의합니다. 의미는 변형에너지와 같은데 계산에 불필요한 계수를 없앤 것입니다. $C=U^{T}KU$ compliance 의 의미를 생각해봅시다. compliance 가 작다는 것은 요소의.. 2024. 6. 8. 이전 1 다음 반응형
