KR20210105788A - Optimization Design Method for Light Weight Ladder of Small Craft - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 소형 선박의 사다리 경량화를 위한 최적설계방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사다리의 재료를 변경하지 않고 위상최적화를 활용하여 사다리의 경량화를 구현하는 소형 선박의 사다리 경량화를 위한 최적설계방법에 관한 것이다. The present invention relates to an optimal design method for reducing the weight of a ladder for a small vessel, and more particularly, to an optimal design method for reducing the weight of a ladder for a small vessel by utilizing topology optimization without changing the material of the ladder. it's about
요트 또는 레저용 보트 등과 같은 소형 선박은 대형 선박과 비교하여 활용할 수 있는 공간이 보다 더 한정되기 때문에, 그 내부에 설치되는 사다리 등을 포함한 의장품들은 좁은 공간 활용을 할 수 있도록 구성되어 있는 경우가 많다. Since small vessels such as yachts or leisure boats have more limited space compared to large vessels, equipment, including ladders, installed therein are often configured to utilize a narrow space. .
또한, 소형 선박에서는 엔진뿐만 아니라 소형 선박 내부의 의장품의 무게가 선박의 추진 효율에 영향을 미칠 수도 있고, 탑승 인원의 수에도 영향을 줄 수 있기 때문에, 의장품을 경량화시키기 위한 노력을 계속하고 있다. In addition, in a small vessel, the weight of the equipment inside the small vessel as well as the engine may affect the propulsion efficiency of the vessel and may affect the number of passengers, so efforts are being made to reduce the weight of the equipment.
특히, 소형 선박에 설치된 사다리 등은 경우에 따라 보다 공간을 효율적으로 사용하기 위하여 미국 공개특허공보 US 2008/0308031A1(이하 ‘종래기술 1’이라고 함)에 나타난 바와 같이 사다리를 접철식으로 제작하거나 이동 가능하게 제작하기도 한다(도 1 참조). In particular, ladders installed in small ships can in some cases fold or move the ladder as shown in US Patent Publication US 2008/0308031A1 (hereinafter referred to as 'prior art 1') in order to use space more efficiently in some cases. In some cases, it is manufactured (see FIG. 1).
이 때, 종래기술 1에 나타난 바와 같은 적어도 일부가 이동가능하게 형성된 사다리는 그 무게가 가벼울수록 수동으로 이동시킬 때에도 힘이 들지 않고, 모터 등을 이용하여 작동을 할 때에도 작은 용량의 모터를 사용할 수 있어 공간 및 비용 측면에서 유리할 것이다.At this time, at least a part of the ladder formed to be movable as shown in the prior art 1 is light in weight, so it does not take any force even when moving it manually, and a small capacity motor can be used even when operating using a motor, etc. This will be advantageous in terms of space and cost.
따라서, 사다리 등의 경량화가 필요한데, 통상적으로 기존의 경량화 방법은 주로 재료를 경량이면서 강도면에서도 요구되는 물성치를 갖는 재료로 변경하여 경량화를 이루고 있다. Therefore, it is necessary to reduce the weight of ladders, etc. In general, the weight reduction method is achieved by changing the material to a material having physical properties required in terms of light weight and strength.
하지만, 통상적으로 경량의 재료는 고가여서 비용이 현저히 증가하는 문제점이 있을 뿐 아니라, 이미 경량의 재료를 사용하고 있을 때에는 추가적인 경량화를 이룰 수 없게 되는 문제점이 있다. However, in general, lightweight materials are expensive, so there is a problem in that the cost significantly increases, and when a lightweight material is already used, there is a problem in that additional weight reduction cannot be achieved.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로, 재료를 변경하지 않고 위상최적화를 활용하여 소형 선박의 사다리 경량화를 위한 최적설계방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been developed to solve the problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide an optimal design method for reducing the weight of the ladder of a small ship by utilizing the phase optimization without changing the material.
또한, 제작이 용이한 소형 선박의 사다리 최적설계방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide an optimal design method for a ladder for a small vessel that is easy to manufacture.
본 발명에 따른 소형 선박의 사다리 경량화를 위한 최적설계방법은, 소형 선박의 사다리에 관한 데이터를 입력하여 초기 형상 모델링을 도출하는 단계;와, 설계변수를 적용하여 위상최적화를 적용하는 단계;와, 위상최적화 반영된 모델링을 도출하는 단계;와, 제작이 용이한 형상 단순화 모델링을 도출하는 단계; 및 설계조건 충족 여부를 확인하는 단계;를 포함하고 있을 수 있다. The optimal design method for reducing the weight of a ladder of a small ship according to the present invention comprises the steps of inputting data about a ladder of a small ship to derive an initial shape modeling; and applying a design variable to apply a topology optimization; Deriving a modeling that reflects the topology optimization; And, deriving a simplified shape modeling that is easy to manufacture; and checking whether the design condition is satisfied.
이 때, 상기 설계조건은 상기 발판의 변위 및 응력을 포함하고 있을 수 있다. In this case, the design condition may include displacement and stress of the scaffold.
또한, 본 발명은 상기 설계조건을 충족하지 않는 경우, 위상최적화 적용 조건을 재설정하는 단계를 추가로 포함하고 있을 수 있다. Also, the present invention may further include resetting the phase optimization application condition when the design condition is not satisfied.
이 때, 상기 위상최적화 적용 조건 재설정하는 단계는, 위상최적화 적용 시 모델의 형상밀도를 이전 단계에서의 형상 밀도보다 높게 설정하는 것을 포함하고 있을 수 있다. In this case, the resetting of the phase optimization application condition may include setting the shape density of the model to be higher than the shape density in the previous step when the phase optimization is applied.
본 발명에 따른 소형 선박의 사다리 경량화를 위한 최적설계방법은 재료를 변경하지 않고 사다리를 경량화시킬 수 있으므로, 사다리의 경량화를 구현하면서 제작 비용까지 절감할 수 있는 장점이 있다. Since the optimal design method for reducing the weight of the ladder of a small ship according to the present invention can reduce the weight of the ladder without changing the material, there is an advantage that can reduce the manufacturing cost while implementing the lightweight of the ladder.
또한 본 발명의 최적설계방법에 따르면, 사다리의 형상이 단순한 형상으로 형성되므로, 실제로 SUS316 등과 같은 강한 금속 재질로 이루어지는 사다리의 경우에도 쉽게 제작할 수 있는 장점이 있다.In addition, according to the optimal design method of the present invention, since the shape of the ladder is formed in a simple shape, there is an advantage that can be easily manufactured even in the case of a ladder actually made of a strong metal material such as SUS316.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 소형 선박의 공간 효율성을 현저히 향상시킬 수 있는 효과가 있다. In addition, according to the embodiment of the present invention, there is an effect that can significantly improve the space efficiency of the small vessel.
또한, 본 발명의 최적설계방법은 소형 선박의 사다리뿐만 아니라 그 외 의장품에도 쉽게 적용할 수 있어 소형 선박의 경량화를 구현하는데 효율적일 수 있다. In addition, the optimal design method of the present invention can be easily applied not only to the ladder of the small vessel but also to other equipment, so that it can be effective in realizing the weight reduction of the small vessel.
도 1은 종래기술에 나타난 소형 선박의 사다리 일 실시예.
도 2는 본 발명의 소형 선박 사다리 경량화를 위한 최적설계 흐름도.
도 3은 본 발명의 소형 선박의 사다리 초기 형상 모델링 예시도.
(a) 각 발판에 하중이 가해진 초기 형상 모델 예시
(b) 가해진 하중이 의한 초기 형상 모델의 변형 예시도
도 4는 본 발명에 따른 소형 선박의 사다리 위상최적화 모델링 예시도
(a) 형상 밀도 0.1 (b) 형상 밀도 0.2
도 5는 본 발명에 따른 제작 공정 고려한 형상 단순화 모델링 예시도
(a) 형상 밀도 0.1에서의 모델에 대한 형상 단순화
(b) 형상 밀도 0.2에서의 모델에 대한 형상 단순화 1 is an embodiment of a ladder of a small vessel shown in the prior art.
Figure 2 is an optimal design flow chart for the light weight of the small ship ladder of the present invention.
Figure 3 is an example of modeling the initial shape of the ladder of the small vessel of the present invention.
(a) Example of initial shape model with load applied to each scaffold
(b) Example of deformation of the initial shape model due to the applied load
Figure 4 is an exemplary diagram of a ladder topology optimization modeling of a small ship according to the present invention
(a) feature density 0.1 (b) feature density 0.2
5 is an exemplary view of simplified modeling in consideration of the manufacturing process according to the present invention;
(a) Shape simplification for the model at shape density 0.1
(b) shape simplification for the model at shape density 0.2
본 발명은 다양한 변경을 가하여 실시할 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 상세한 설명을 통해 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can be practiced with various modifications, specific embodiments are illustrated in the drawings and will be described with reference to the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In describing each figure, like reference numerals have been used for like elements. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 2는 본 발명의 소형 선박 사다리 경량화를 위한 최적설계 흐름도이고, 도 3은 본 발명의 소형 선박의 사다리 기초 형상 모델링 예시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 소형 선박의 사다리 위상최적화 모델링 예시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 제작 공정 고려한 형상 단순화 모델링 예시도이다. Figure 2 is an optimal design flow chart for the light weight of the small ship ladder of the present invention, Figure 3 is an exemplary diagram of the ladder basic shape modeling of the small ship of the present invention, Figure 4 is a ladder topology optimization modeling diagram of the small ship according to the present invention and FIG. 5 is an exemplary diagram of simplified shape modeling considering the manufacturing process according to the present invention.
도 2에 나타난 바와 같이 본 발명의 소형 선박의 사다리 경량화를 위한 최적설계방법은, 소형 선박의 사다리 데이터를 입력하여 초기 형상 모델링을 도출하는 단계;와, 설계변수를 적용하여 위상최적화를 적용하는 단계;와, 위상최적화 반영된 모델링 도출하는 단계;와, 제작이 용이한 형상으로 형상 단순화 모델링 도출하는 단계; 및 설계조건 충족 여부를 확인하는 단계;를 포함하고 있다. As shown in FIG. 2, the optimal design method for lightening the ladder of a small ship of the present invention includes the steps of inputting ladder data of a small ship to derive an initial shape modeling; and applying a design variable to apply a phase optimization ; And, deriving a modeling that reflects the phase optimization; And, deriving a simplified shape modeling into a shape that is easy to manufacture; and checking whether the design conditions are satisfied.
소형 선박의 사다리 데이터를 입력하여 초기 형상 모델링을 도출하는 단계는 최적설계의 대상이 되는 소형 선박의 사다리에 대한 모델링을 하는 단계이다. 대상이 되는 사다리의 초기 모델링 데이터로는 발판과 기둥과 선체와 연결되는 회전고리연결부의 규격과 각 부분의 재질을 입력함으로써, 통상적인 3D 모델링 및 분석 소프트웨어을 사용하여 도출해 낼 수 있다. 이 때, 재질을 입력하면 대부분의 모델링 및 분석 소프트웨어에서는 재질의 물성 데이터, 예를 들면, 탄성계수, 밀도 포와송비(Poisson’s ratio), S-S 커브(Stress-Strain Curve) 등이 제공되는데, 물성 데이터들이 제공되지 않는 경우에는 이들을 입력하는 것도 필요할 수 있을 것이다. The step of deriving the initial shape modeling by inputting the ladder data of the small ship is the step of modeling the ladder of the small ship that is the target of the optimal design. As the initial modeling data of the target ladder, it can be derived using conventional 3D modeling and analysis software by inputting the specification and material of each part of the rotating ring connection part connected to the footrest, the column, and the hull. At this time, when a material is input, most modeling and analysis software provides material property data, such as elastic modulus, density Poisson's ratio, and SS curve (Stress-Strain Curve). It may also be necessary to enter them if not provided.
한편, 본 발명에서는 대상이 되는 사다리는 실제 해상 구조물에 많이 사용되는 SUS316으로 형성된 사다리 본체(100)에 ABS 재질로 형성된 발판(200)으로 이루어져 있으며 본 발명에서 최적설계는 SUS316으로 제작되는 사다리 본체(100)에 대하여 수행하였다. 하지만, 다른 재질로 구성되어 있는 발판(200)의 형상최적화까지 고려한 모델링 및 설계도 가능할 것이다.On the other hand, in the present invention, the target ladder consists of a
사다리 본체(100)는 3개의 발판 받침부(110)와 기둥(120) 및 선체와 결합되는 연결부(130)로 구성되어 있으며, 각각의 초기 데이터를 아래의 표 1에 나타난 바와 같이 입력한 후 모델링을 수행하면 도 3(a)에 나타난 바와 같은 초기 모델링 결과를 도출할 수 있다.
도 3(a)에는 초기 모델의 발판(200)에 하중이 작용하는 것을 나타내고 있고, 도 3(b)는 작용하는 하중에 의하여 사다리에 변형이 발생하는 것을 나타내고 있다. 이 때, 작용하는 하중은 각 발판(200)의 양단에 각각 2500N의 힘이 가해진 때의 결과이고, 각 발판(200)의 자유단에서 큰 변형이 발생함을 알 수 있다. Figure 3 (a) shows that the load acts on the
다음으로, 설계변수를 적용하여 위상최적화를 적용하는 단계는 위에서 살펴본 바와 같은 초기 모델에 대한 모델링을 도출한 후, 형상 밀도를 변경시켜가면서 설계변수를 충족시키는 위상최적화를 적용하여 각 형상 밀도에 대한 모델을 도출해 내는 단계이다. Next, in the step of applying the topology optimization by applying the design variables, the modeling for the initial model as described above is derived, and then the topology optimization that meets the design variables is applied while changing the shape density for each shape density. This is the step of deriving the model.
설계변수로는 응력, 변형률, 변위, 주파수, 온도 등과 같이 여러 변수가 있을 수 있는데, 본 발명은 사다리에 관한 것이고, 진동하중이 가해지지 않고, 온도 변화도 큰 고려의 대상이 아니므로, 사용자의 안전에 영향을 줄 수 있는 변위, 특히 발판의 변위 및 응력과 변형률을 설계변수로 고려할 수 있다. As design variables, there may be several variables such as stress, strain, displacement, frequency, temperature, etc., but the present invention relates to a ladder, and vibration load is not applied, and temperature change is not a large consideration, so the user's Displacements that can affect safety, especially the displacement and stress and strain of the scaffold, can be considered as design variables.
위상최적화를 적용할 때, 위에서 살펴본 하중 조건 및 경계조건과 함께 설정한 설계변수를 충족할 수 있도록 형상 밀도를 변경시켜가면서 모델을 도출해 낼 수 있다. When topological optimization is applied, the model can be derived while changing the shape density to satisfy the design variables set together with the load conditions and boundary conditions discussed above.
본 명세서에서 위상최적화 시의 형상 밀도의 변화는 모델의 실제 무게 변화와 선형적 변화가 있는 것은 아니지만, 형상 밀도가 0에 가까울수록 초기 형상 모델에 가깝고, 1에 가까울수록 모델이 점점 모델의 실제 부피 및 무게가 감소하는 것을 의미한다. In the present specification, the change in shape density during topology optimization does not have a linear change with the actual weight change of the model, but the closer the shape density is to 0, the closer to the initial shape model, and the closer to 1, the closer the model is to the actual volume of the model. and weight reduction.
도 4에는 형상밀도가 0.1과 0.2로 두었을 때의 위상최적화를 통해 도출된 모델의 형상이다.4 shows the shape of the model derived through the phase optimization when the shape density is set to 0.1 and 0.2.
도 4(a), (b)에서 위상최적화를 반영한 모델에서 사다리 본체의 형상이 초기 모델과 상당히 변화된 형상인 것을 알 수 있고, 특히 발판 받침부(110)의 형상에 큰 변화가 있음을 알 수 있다. It can be seen that the shape of the ladder body is significantly changed from the initial model in the model reflecting the phase optimization in Figs. have.
이는 기둥(120)의 경우, 초기 모델에서도 중공형으로 형성되어 있는 상태였고, 발판 받침부(110)는 판형으로 형성되어 있어서 변형이 가능한 부분이 많기 때문이다.This is because, in the case of the
한편, 형상 밀도의 차이로 인하여, 형상 밀도가 0.2인 경우에 사다리 본체(100)에서 실제 부피 및 무게가 더 많이 감소하였지만, 형상 밀도 0.1과 비례적으로 감소한 것은 아니다. On the other hand, due to the difference in shape density, although the actual volume and weight in the
이와 같이 형상 밀도를 변경시켜가면서, 설계변수를 충족시키는 모델을 살펴볼 수 있을 것이고, 형상계수가 특정 값 이상이 되는 경우에는 설계변수의 조건을 충족할 수 없어 실현 가능한 모델을 구현할 수 없는데, 본 단계에서는 설계변수의 조건을 충족할 수 있는 모델이 도출되는 형상 밀도의 범위를 도출해 내는 것도 중요한 결과 중의 하나이다. In this way, while changing the shape density, it is possible to examine a model that satisfies the design variable, and if the shape factor exceeds a certain value, the condition of the design variable cannot be satisfied and a feasible model cannot be implemented. It is also one of the important results to derive the range of shape density from which a model that can satisfy the conditions of design variables is derived.
다음으로, 위상최적화 반영된 모델링을 도출하는 단계는 위상최적화 형상 모델을 결정하는 단계로써, 상기 위상 최적화를 수행한 모델 중에서 상기 설계변수를 충족하면서 형상 밀도가 가장 큰 경우의 모델을 선택할 수 있을 것이다. Next, the step of deriving the topology-optimized model is a step of determining the topology-optimized shape model. Among the models for which the topology optimization is performed, a model having the largest shape density while satisfying the design variables may be selected.
이는, 설계변수 조건을 충족하면서 초기 모델에서 부피 또는 무게 감소가 가장 큰 모델을 일차적으로 선택하여 최대한 경량화가 된 모델로 선택하는 것을 의미한다.This means that the model with the largest volume or weight reduction from the initial model is selected as the model with the greatest weight reduction while satisfying the design variable conditions.
다음으로, 제작이 용이한 형상 단순화 모델링을 도출하는 단계가 있다.Next, there is a step of deriving a simplified shape modeling that is easy to manufacture.
이는 복잡한 형상을 갖게 되는 상기 위상최적화 반영된 모델을 제작이 용이하도록 형상을 단순하게 변경하는 단계이다. This is a step of simply changing the shape so that it is easy to manufacture the model reflecting the phase optimization having a complex shape.
도 4에 도시된 바와 같이 위상최적화 반영된 모델은 경량화를 이룰 수는 있지만, 그 형상이 복합하여 재료에 따라서 실제 가공이 어렵게 되는 문제점이 발생할 수 있다. As shown in FIG. 4 , the model reflected by the phase optimization may achieve weight reduction, but the shape may be complex and the actual processing may be difficult depending on the material.
예를 들면 도 4에 도시된 위상최적화 반영된 모델은 복잡한 형상을 갖고 있지만, 플라스틱 소재 등과 같이 가공이 용이한 소재로 제작 또는 가공을 한다면, 이 모델을 그대로 가공이나 제작하는 것도 가능할 것이다. For example, the model reflected by the phase optimization shown in FIG. 4 has a complex shape, but if it is manufactured or processed with a material that is easy to process, such as a plastic material, it will be possible to process or manufacture the model as it is.
하지만, 본 발명의 사다리 본체(100)는 SUS316으로 구성되어 있고, 이처럼 강하고 가공이 어려운 금속으로 도 4에 나타난 바와 같은 복잡한 형상으로 가공하는 것은 매우 어려울 수 있다. However, the
이러한 문제점을 해결하기 위한 본 단계는 위상최적화가 반영된 모델에서 위상최적화의 영향으로 형상이 변형된 부분을 중심으로 변형된 형상이 단순화되도록 모델을 변경하는 것이다. This step to solve this problem is to change the model so that the deformed shape is simplified centering on the part where the shape is deformed due to the influence of the topological optimization in the model in which the topology optimization is reflected.
도 5(a), (b)는 각각 도 4(a), (b)에 나타난 위상최적화가 반영된 모델에서 형상을 단순하게 변경한 모델의 일 실시예가 나타나 있다. 5(a) and (b) show an embodiment of a model in which the shape is simply changed from the model in which the phase optimization shown in FIGS. 4(a) and (b) is reflected, respectively.
도 (5a), (b)에서 발판 받침부(110)의 불규칙한 형상을 단순한 직선 형상으로 변경하였고, 기둥(120)에 형성된 복잡한 형상이 관통 구멍은 단순한 형상의 장공으로 변경하였다. 5a and (b), the irregular shape of the
이 때, 단순화되는 직선이나 장공 형상의 구멍 등은 큰 응력 또는 큰 변형이 발생하는 부분이 나타나는 것을 방지할 수 있도록 모델을 변경할 때, 큰 응력이 발생하는 부분의 두께 또는 폭이 상기 위상최적화가 반영된 모델에서 대응되는 부분의 두께 또는 폭보다 크게 구성하는 것이 바람직할 것이다. At this time, when the model is changed so that the simplified straight line or long hole-shaped hole can prevent the portion where large stress or large deformation occurs, the thickness or width of the portion where large stress occurs is reflected in the phase optimization. It would be desirable to configure it to be larger than the thickness or width of the corresponding part in the model.
이러한, 모델 수정을 통하여 수정된 모델은 상기 위상최적화가 반영된 모델보다 경량화가 덜 될 수도 있겠지만, 제품의 가공성이 현저히 향상되는 효과가 발생하게 됨은 자명하다. Although the model modified through model modification may be less lightweight than the model in which the phase optimization is reflected, it is evident that the processability of the product is significantly improved.
본 발명에서는 위에서도 살펴보았듯이 발판 받침부(110)의 무게가 가장 많았으나, 위상최적화를 반영하여 그 질량 또는 무게를 현저히 감소시킬 수 있음을 알 수 있었다. In the present invention, as discussed above, the weight of the
한편, 이처럼 모델을 수정을 하게 되면, 수정을 한 모델에 대하여 설계변수의 조건을 제대로 충족시킬 수 있는지 확인을 하지 않은 모델이 된다. On the other hand, if the model is modified in this way, it becomes a model in which it is not checked whether the conditions of the design variables can be properly satisfied with respect to the modified model.
따라서, 수정된 모델이 설계변수를 충족하는지 여부를 확인하는 설계조건 충족 여부를 확인하는 단계가 필요하다. Therefore, it is necessary to check whether the modified model meets the design conditions to check whether the design variables are satisfied.
수정된 모델이 설계변수의 조건을 충족하는지 여부를 확인하는 단계에서 설계조건을 충족하고 있으면, 이를 최종 경량화 모델로 선정할 수 있을 것이다. If the revised model satisfies the design conditions in the stage of checking whether the conditions of the design variables are satisfied, it will be possible to select it as the final lightweight model.
아래 표 2는 형상밀도 0.1, 0.2일 때의 최종 경량화 모델의 경량화 정도를 살펴본 것 데이터인데, 위상최적화 기법을 반영하여 경량화에 큰 효과가 발생할 수 있음을 알 수 있다. Table 2 below is the data examining the degree of weight reduction of the final weight reduction model when the shape densities are 0.1 and 0.2, and it can be seen that a great effect can occur in weight reduction by reflecting the phase optimization technique.
한편, 수정된 모델이 설계변수의 조건을 충족하지 못할 수도 있다. On the other hand, the modified model may not satisfy the conditions of the design variables.
이 경우에는 다시 위상최적화 적용 조건 재설정하는 단계를 거쳐 새로운 위상최적화 모델을 도출할 수 있다. In this case, a new topology optimization model can be derived through the step of resetting the phase optimization application condition again.
이 때, 상기 위상최적화 적용 조건 재설정하는 단계는, 위상최적화 적용 시 모델의 형상밀도를 이전 단계에서의 형상 밀도보다 낮게 산정하는 것이 바람직할 수 있다. In this case, in the step of resetting the phase optimization application condition, it may be preferable to calculate the shape density of the model to be lower than the shape density in the previous step when the phase optimization is applied.
즉, 이전의 위상최적화 형상 모델링 도출 단계에서, 여러 형상 밀도에서 생성된 위상최적화 형상 모델 중에서 형상 밀도가 가장 큰 모델인 가장 많이 경량화된 모델이 결정되었고, 이 모델에 대한 형상을 단순화하는 모델 수정 후 설계조건을 충족하지 못하게 된 것이다.That is, in the previous topology-optimized shape modeling derivation step, the most lightweight model, which is the model with the largest shape density among topological-optimized shape models generated at various shape densities, was determined, and after modifying the model that simplifies the shape for this model The design conditions were not met.
따라서, 그 다음의 위상최적화 형상 모델은 상기 형상 밀도보다 작은 형상 밀도를 갖는 모델을 선택하고, 다음 단계를 반복하면서 경량화되고 가공이 용이한 소형 선박의 사다리를 설계할 수 있게 된다.Therefore, for the next topology-optimized shape model, a model having a shape density smaller than the shape density is selected, and the ladder of a small ship that is lightweight and easy to process can be designed while repeating the following steps.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention.
100: 사다리 본체
110: 발판 받침부
120: 기둥
130: 연결부
200: 발판100: ladder body
110: footrest support
120: pillar
130: connection part
200: scaffold
Claims (4)
설계변수를 적용하여 위상최적화를 적용하는 단계;
위상최적화 반영된 모델링을 도출하는 단계;
제작이 용이한 형상 단순화 모델링을 도출하는 단계; 및
설계조건 충족 여부를 확인하는 단계;를
포함하는 소형 선박의 사다리 경량화를 위한 최적설계방법.Deriving the initial shape modeling by inputting the data of the ladder of the small vessel including the scaffold and the column;
applying a topology optimization by applying a design variable;
deriving a model that reflects the topology optimization;
deriving a simplified shape modeling that is easy to manufacture; and
Checking whether the design conditions are met;
Optimal design method for weight reduction of ladders in small ships including
상기 설계조건은 상기 발판의 변위 및 응력을 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 선박의 사다리 경량화를 위한 최적설계방법.According to claim 1,
The design condition is the optimal design method for the weight reduction of the ladder of a small ship, characterized in that it includes the displacement and stress of the scaffold.
상기 설계조건을 충족하지 않으면, 위상최적화 적용 조건 재설정하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 선박의 사다리 경량화를 위한 최적설계방법.According to claim 1,
If the design condition is not satisfied, the optimal design method for reducing the weight of the ladder of a small ship, characterized in that it further comprises the step of resetting the phase optimization application conditions.
상기 위상최적화 적용 조건 재설정하는 단계는, 위상최적화 적용 시 모델의 형상밀도를 이전 단계에서의 형상 밀도보다 높게 설정하는 것을 포함하는 소형 선박의 사다리 경량화를 위한 최적설계방법.According to claim 3,
The step of resetting the phase optimization application condition is an optimal design method for reducing the weight of the ladder of a small ship, comprising setting the shape density of the model to be higher than the shape density in the previous step when the phase optimization is applied.
Priority Applications (1)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116127820A (en) * | 2023-04-13 | 2023-05-16 | 镇江同立橡胶有限公司 | Rubber track structure topology optimization system based on lightweight technology |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080308031A1 (en) | 2007-06-12 | 2008-12-18 | Sedlack Ii Russell L | Ladder assembly for a boat |
| KR102033552B1 (en) * | 2018-06-27 | 2019-10-17 | 주식회사 경신 | Apparatus and method for optimizing design variables of a junction block fixed part |
-
2020
- 2020-02-19 KR KR1020200020722A patent/KR102352904B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US20080308031A1 (en) | 2007-06-12 | 2008-12-18 | Sedlack Ii Russell L | Ladder assembly for a boat |
| KR102033552B1 (en) * | 2018-06-27 | 2019-10-17 | 주식회사 경신 | Apparatus and method for optimizing design variables of a junction block fixed part |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116127820A (en) * | 2023-04-13 | 2023-05-16 | 镇江同立橡胶有限公司 | Rubber track structure topology optimization system based on lightweight technology |
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