목표 내력을 고려한 벌집 격자 구조 강재 댐퍼의 다중목적 최적화 기반 역설계 (Multi-Objective Optimization Technique-based Inverse Design of Honeycomb Lattice Steel Damper Considering Target Internal Force)

서지정보

· 발행기관 : 대한기계학회
· 수록지 정보 : 대한기계학회논문집 A / 49권 / 6호 / 461 ~ 469페이지
· 저자명 : 방진홍, 배재훈, 김상훈, 박상인, 김영주, 도재혁

초록

본 연구에서는 벌집 격자 구조의 강재 댐퍼를 대상으로 경량화 및 에너지 소산량 최대화를 목표로 다중목적 최적화를 수행하였다. 이를 위해 실험계획법 기반 내진 특성에 대한 대리모델을 구축하고, 비지배 분류 유전 알고리즘을 사용하여 최적 설계를 수행하였다. 도출된 파레토 최적해 집합에서 설계자가 원하는 목표 내력을 가지며 설계변수 간 상충관계 지점을 최적점으로 선정하고, 유한요소해석을 통해 검증하였다. 최적 설계된 벌집 격자 구조 강재 댐퍼는 기존 상용 강봉 댐퍼 대비 동일 내진 성능에서 약 30% 부재절감이 가능하며, 이를 통해 목표 내력을 만족하는 댐퍼 설계 가능성을 확인하였다.

영어초록

In this study, multi-objective optimization of honeycomb lattice steel dampers aims to achieve a lightweight design and maximize energy dissipation. A surrogate model for seismic performance is generated based on design of experiments (DOE). Multi-objective optimization is performed using a non-dominated sorting genetic algorithm. An analysis of the Pareto optimal set identifies trade-off points between design variables that achieve the target internal force. A finite element analysis conducted on the selected optimal points serves to validate the results. The optimally designed honeycomb lattice steel dampers demonstrate approximately 30% material savings compared to conventional steel rod dampers while maintaining equivalent seismic performance. Additionally, these dampers can be reverse engineered to achieve specific target internal forces.

참고자료

· 없음