강바닥판교의 개선된 다단계 최적설계 알고리즘

(1)

(2)

h=ax

2 _+b

x

b

x

C

h

_t

t

_w

lf

t

_dp

x

y

l

_r

l

_f

r

_u

I

_r

l

r

L

t

_fb1

h

_fb

t

_fb2

b

_fb

(3)

τ

(4)

시작 설계변수 초기치 입력 구조해석 설계 민감도 분석 최적화 종료 NO YES 최적설계 수렴판단 구조해석

τ

(5)

(6)

시작 설계 변수 초기치 입력 주형의 구조 해석 (FEM - 3D GRID 요소) 자동미분기법을 이용한 사하중의 설계 민감도 분석 주형의 구조 해석 (FEM - 3D GRID 요소) 수렴검토 변위확인 주형 최적설계 최적화 기법( ALM, BFGS, Golden-section Method ) 구조해석 : 설계 민감도를 이용한 근사재해석 (사하중에 대한 단면력) 처짐 제약조건 여부 : 미포함 주형과 바닥판의 수렴여부 종료 사하중과 처짐에 대한 설계 민감도 해석 주형의 구조 해석 (FEM - 3D GRID 요소) 수렴검토 Yes No Yes Yes 주형 최적설계 최적화 기법( ALM, BFGS, Golden-section Method ) 구조해석 : 설계 민감도를 이용한 근사재해석 (사하중에 대한 단면력) 처짐 제약조건 여부 : 포함 강바닥판 최적설계 최적화 기법 : Genetic Algorithm 구조해석 : Pelikan-Esslinger 방법 No No No Yes

(7)

Start i=1

Generate i-th Generation and population

j=1

j-th Chromosome Index Index dimension of member

Pelikan-Esslinger Method Evaluate Fitness function

j ≥ total size of Chromosome

select superior Chromosome

i ≥ max generation

no

Yes

crossover and mutation

End i=i+1 no

η

(8)

Φ

η

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1,100 1,150 1,200 1,250 1,300 1,350

C

o

st

(×

1 ,0

00 ,0

00 w

o

n

)

Number of Generation

=4 =3 =5 =6

h

η

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1,10 0 1,15 0 1,20 0 1,25 0 1,30 0 1,35 0 1,40 0 1,45 0 1,50 0

=10000

=100000

=1000000

=10000000

C

os

t

(

×

1,

00 0,

00

0 w

on

)

Number of Generation

R R R R 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1,100 1,150 1,200 1,250 1,300 1,350

C

os

t

(×

1 ,0

00 ,0

00 w

on

)

Number of Generation

N

_p

=30

N

_p

=60

N

_p

=100

N

_p

=200

η

çç

ç

è

æ

£

>

F

+

=

å

=

0 )

(

0

0 )

(

))

(

)

(

)

('

1

X

g

for

X

g

for

X

g

R

X

f

X

f

m j j h

(9)

4m 7.5m 15.5m 4m L 120m G1 G2 G3 G4 G5 G4 G3 G6 80m

c

G7 G8 G9 h2 h1 10m 35m 15m 15m 10m 15m 45m 15m 15m 20m 5m

(10)

(11)

70 80 90 100 110 120 130 800 900 1,000 1,100

응

설계변수 변화(%)

70 80 90 100 110 120 130 2,300 2,325 2,350 2,375 2,400 2,425 2,450 2,475 2,500 2,525 2,550 2,575 2,600

복부두께

하부플 랜지 두께

주 형 높이

비

용

(

x

1 ,0

0

0 ,0

0

0 원

)

설계변수 변화(%)

0 1 2 3 4 1,500 1,600 1,700 1,800 1,900 2,000 2,100 2,200 2,300 2,400 2,500 2,600 2,700 2,800 초 기 치 x 80% 초 기 치 x 100% 초 기 치 x 120%

비

용

(

x

1 ,0

0

0 ,0

0

0 원

)

반 복 횟 수

(12)

0 1 2 3 4 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 초 기 치 x 80% 초 기 치 x 100% 초 기 치 x 120%

주

형

높

이

h

1

(m

)

반 복 횟 수

0 1 2 3 4 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 초 기 치 x 80% 초 기 치 x 100% 초 기 치 x 120%

주

형

높

이

h

2

(m

)

반 복 횟 수

1 2 3 4 5 6 -0.8 -0.7 -0.6 -0.5 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

조 합 응 력 제약조 건

변위 제약조 건

제

약

조

건

함

수

값

반 복 횟 수

(13)