Design Sensitivity Analysis and Optimal Design to Control Forced Harmonic Vibration of Structure

구조물 진동제어를 위한 설계 민감도해석 및 최적설계

Sizing design sensitivity analysis of structures subjected to the harmonic vibration is performed using adjoint variable method. Constraint is the stress and sizing design variables are thickness, bending moment of inertia, and cross-sectional area of structures. Accurate sensitivities are computed and plotted sensitivity can be used as a design guidance tool. The accuracy of sensitivities is verified by the finite difference values. Also, optimal design of three-bar structure is performed using the computed sensitivity and feasible direction method while satisfying constraints and obtaining the minimum weight.

본 연구에서는 조화기진력이 작용하는 구조물에서 보조변수법을 사용하여 치수설계 민감도가 계산되었다. 제한함수는 구조물의 진동응력이고 설계변수는 막구조의 두께, 보구조의 굽힘관성모멘트, 봉구조의 응력이며 신뢰성있는 민감도값이 계산되었다. 민감도값의 크기와 방향이 plot되어 응력에 민감한 부분이 인지되고 정확도는 유한차분치와 비교되었으며, 또한 계산된 민감도가 사용되어 three-bar 구조물의 제한조건이 만족되고 중량이 최소화되는 최적설계가 수행되었다.