This study numerically compares optimum solutions generated by element- and node-wise topology optimization designs for free vibration structures, where element-and node-wise denote the use of element and nodal densities as design parameters, respectively. For static problems optimal solution comparisons of the two types for topology optimization designs have already been introduced by the author and many other researchers, and the static structural design is very common. In dynamic topology optimization problems the objective is in general related to maximum Eigenfrequency optimization subject to a given material limit since structures with a high fundamental frequency tend to be reasonable stiff for static loads. Numerical applications topologically maximizing the first natural Eigenfrequency verify the difference of solutions between element-and node-wise topology optimum designs.

목적 : 최근 전자기기의 발달로 인해 근거리 작업이 증가하고 있으며, 이로 인해 안 건강에 대한 우려가 증가함 에 따라 청광 차단에 대한 관심이 증가하고 있다. 방법 : 유해 광선 차단이 가능한 기능성 콘택트렌즈 소재 개발을 위해 reactive yellow 86을 안료 중합체에, 그리고 propyl gallate를 실리콘 하이드로겔 소재에 첨가제로 각각 사용하여 안 의료용 소프트 콘택트렌즈 제조에 적용하였다. 결과 : propyl gallate의 첨가량에 따라 접촉각이 68.25~42.50˚로 측정되었으며, 습윤성이 향상되는 것으로 나타났다. 또한, 제조된 컬러 소프트 콘택트렌즈는 산소투과성 및 습윤성이 우수함과 동시에 자외선 및 청광 차단 효과를 나타내었다. 결론 : reactive yellow 86 및 propyl gallate가 적용된 컬러 콘택트렌즈의 재료의 경우, 기본적인 안 의료용 하이드로젤 렌즈의 물성을 만족시킴과 동시에 우수한 자외선 및 청광차단 효과를 가지는 것으로 판단된다.

목적 : 본 연구는 Polydimethylsiloxane(PDMS)를 기반으로 다양한 첨가제를 사용하여 고 기능성 안 의료용 고분자를 제조한 후, 제조된 렌즈 표면에 생체적합성 및 습윤성이 우수한 collagen을 코팅하여 물성을 비교 분석 하였다. 방법 : 렌즈 제조를 위해 PDMS와 친수성 모노머인 N,N-dimethylacrylamide(DMA), 2-Hydroxyethyl methacrylate(HEMA)를 주재료로 사용하였으며, 교차결합제인 Ethylene glycol dimethacrylate(EGDMA)와 열 개시제인 Azobisisobutyronitrile(AIBN)을 사용하였다. 또한 기능성 첨가제로는 1,3-Bis(3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane(TMDS), Polyvinylpyrrolidone(PVP), 2-(Trifluoromethyl)styrene 및 collagen을 사 용하였다. 제조된 렌즈의 물성 평가를 위해 광투과율, 굴절률, 함수율, 산소투과율 그리고 인장강도를 각각 측정하였으 며, 접촉각 측정을 통해 습윤성을 평가하였다. 결과 : TMDS의 첨가비율에 따라 렌즈의 산소투과율은 약 28~45 ×10⁻¹¹(cm²/sec)(mlO²/ml×mmHg)으로 나타내었으며, PVP 및 2-(Trifluoromethyl)styrene가 첨가된 렌즈의 습윤성 및 인장강도는 56~46° 그리고 0.11~0.17 kgf/mm² 의 범위로 각각 나타났다. 다양한 첨가제를 사용함으로써 제조된 렌즈의 기능성이 향상되었 으며, 특히 콜라겐 첨가제의 사용은 하이드로겔 표면의 접촉각을 매우 감소시켜 우수한 습윤성을 가지는 것으로 나타났다. 결론 : TMDS, PVP 그리고 2-(Trifluoromethyl)styrene은 실리콘 하이드로겔 렌즈의 기능성 향상에 효과적 이며, 첨가제로서의 collagen 사용은 렌즈의 습윤성을 향상시키는 것으로 나타나 본 연구에서 사용된 재료는 안의 료용으로 다양하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

목적 : 본 연구는 실리콘과 친수성 단량체를 포함하는 기능성 실리콘 콘택트렌즈를 제조하기 위해 Isobornyl Methacrylate 및 2-(Trifluoromethyl)styrene을 사용하여 물리적, 광학적 특성을 분석하였다. 방법 : 고분자의 중합은 실리콘 모노머와 친수성 단량체인 DMA(N,N-Dimethylacrylamide), 가교제인 EGDMA (Ethylene glycol dimethacrylate) 그리고 개시제인 AIBN(azobisisobutyronitrile)을 사용하여 공중합하였다. 첨 가제는 Isobornyl Methacrylate와 2-(Trifluoromethyl)styrene를 각각 사용하였으며, 제조된 콘택트렌즈의 물 성 변화를 알아보기 위해 분광투과율, 굴절률, 산소투과율, 인장강도 등을 측정하였다. 결과 : 제조된 친수성 콘택트렌즈의 산소투과율은 실리콘의 영향으로 33.22×10-11(cm2/s)(mlO2/ml×mmHg) 으로 나타났다. 첨가제인 Isobornyl Methacrylate의 양이 증가함에 따라 굴절률은 다소 향상되었고, 분광투과율은 첨 가제 양에 따라 가시광선 영역에서 약 15% 향상되어 투명한 콘택트렌즈가 제조되었다. 또한 2-(Trifluoromethyl) styrene의 첨가량에 따라 인장강도는 약 45% 향상된 것으로 나타났다. 결론 : 본 연구를 통해 제조된 실리콘 콘택트렌즈는 콘택트렌즈의 기본적인 물성을 만족시키면서 고산소투과성 을 가지며, Isobornyl Methacrylate 및 2-(Trifluoromethyl)styrene는 각각 상용성과 내구성을 향상시키는 것 으로 나타나 콘택트렌즈 재료로 다양하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

목적: 본 연구는 소프트 콘택트렌즈의 제조를 위해 상온중합과 열중합 방법을 사용하였으며 제조된 콘택트렌즈의 물성을 각각 비교, 분석하였다. 방법: HEMA(2-hydroxyethyl methacrylate)와 증류수 그리고 개시제 및 촉매제를 혼합하여 기본 조합으로 하였으며 1-vinylimidazole를 첨가제로 사용하여 상온중합 하였다. 또한 개시제인 AIBN(azobisisobutyronitrile), 가교제인 EGDMA(ethylene glycol dimethacrylate)를 사용하여 열중합 하였다. 제조된 하이드로젤 렌즈의 물리적 특성을 평가하기 위해 함수율, 굴절률, 분광 투과율, 인장강도 및 파단강도를 각각 측정하였다. 결과: 제조된 고분자의 물리적 특성을 측정한 결과, 상온중합과 열중합을 비교하였을 때 열중합이 상온중합에 비해 함수율이 낮게 나타났으며 자외선 영역에서 낮은 투과율을 보여 다소 차단되는 것으로 나타났다. 두 조합 모두 첨가제인 1-vinylimidazole 양이 증가함에 따라 함수율이 낮아지는 경향을 나타내었다. 또한 인장강도의 경우 0.1687에서 0.1215kgf/mm2로 다소 감소하는 경향을 나타내었다. 결론: 본 연구를 통해 상온중합으로 콘택트렌즈 제조한 결과, 열중합과 비슷한 경향을 나타내어 하이드로젤 렌즈의 중합방법으로 적절하다고 판단된다.

이산화 된 구조물의 위상최적화 과정은 균일하게 분포된 재료 밀도의 위상으로 표현되는 초기 설계영역을 시발점으로 한다. 최적화 과정 동안 구조물의 위상은 고정된 설계영역 내에 주어진 최적화 문제를 만족시키는 방향으로 변화하면서, 최종적으로 최적 위상의 재료 밀도 분포를 생산한다. Eschenauer et al.에 의해 제안되었던 설계영역 안에 구멍을 도입하는 개념은 원래 경계면의 최적화 문제에 대해 설계변수의 유한적인 변화를 촉진시켜 최적화의 수렴성 개선을 도모하기 위함이었으나, 위상최적화의 관점에서는 초기 위상의 정의에 따라 다양한 최적 위상이 생산되는 것을 의미한다. 본 연구에서는 초기 설계영역 안에 국소적인 솔리드 상을 도입해 초기 위상에 변화를 주었을 때, 한정된 재료 하에 구조물에 배치 가능한 다양한 최적 위상을 산출할 수 있음을 검증하였다. 수치 예제로서 초기 설계영역 내에 다양한 치수를 가지는 국부적인 원형 솔리드의 고정된 개수를 투입하여 간단한 MBB-보의 위상최적 설계를 수행하였다.

본 연구에서는 위상최적화 알고리즘의 수렴성을 개선하기 위해 설계영역에 초기 구멍을 도입하는 방법을 제시하는데, 이것은 경계면에 기초한 최적화 방법의 느린 수렴성을 완화하기 위해, Eschenauer et al.에 의해 고안된 버블 방법의 설계영역 안에 구멍을 도입하는 개념과 연계된다. 버블 방법과 달리, 제안된 방법에서는 최적화 과정동안 구멍의 위치를 정의하는 특성함수를 이용하지 않고, 최적화 초기화 단계에서만 초기 구멍을 도입하는데, 이러한 초기 설계영역 안의 솔리드와 보이드 영역들은 고정되는 것이 아니라 합쳐지거나 쪼개지면서 변화된다. 따라서 위상최적화 알고리즘에서 구멍의 이동에 관련된 복잡한 수치적인 계산 없이 자동적으로 설계변수의 유한변화를 더욱 강화시키기 때문에 목적함수 값의 수렴성을 개선할 수 있다. 본 논문에서는 다양한 치수와 형상의 구멍을 포함하는 초기 설계영역을 가지는 Michell형 보의 위상 최적설계를 밀도분포법으로 불리는 SIMP를 이용하여 수행하였다. 이를 통해 위상최적화의 수렴성을 개선하고 최적위상과 형상에 영향을 미치는 초기 구멍의 효과를 검증하였다.

구조물의 최적 설계는 유한요소해석과 그것을 상용할 수 있는 컴퓨터 기술의 진보와 함께 발전해 오고 있다. 특히 위상 최적설계는 제한 조건들을 만족하는 구조물의 형상뿐만 아니라 최적 위상을 산출할 수 있다는 점에서 최근들어 많이 사용되고 있다. 일반적으로 유한요소해석은 영계수나 프와송 비와 같은 구조물의 재료특성 계수와 작용 하중 같은 변수들의 확정된 값을 가정하여 사용하나, 실제적으로 이러한 값들은 외부 환경의 영향이나 제조과정의 에러 등으로 인한 불확실성을 가진다. 따라서 정적 또는 동적인 구조응답 해석에서 다른 추이를 보일지도 모르며, 이는 구조물의 최적설계에도 영향을 미칠 수 있다. 본 논문에서는 구조물의 정적응답 해석에 대해 불확실성을 고려하는 간격 유한요소방법을 이용하여 구조물의 위상최적설계를 수행하고 그 해법을 제시하였다. 구조물의 최적설계 결과는 이전에 사용되었던 결과와 비교를 통하여 그 타당성을 입증하였다. 본 해석방법은 기존의 밀도분포법과 유한요소해석에 의한 위상설계와 비교하여 간단한 방법으로 서 선형 탄성 구조 응답의 불확실성을 고려하는 대체적인 구조물의 위상 최적결과를 예측할 수 있다.

The goal of this study is to evaluate the effectiveness of using more than one material for unit element flange of Archigird. The flange is optimized using the solution of multi-material topology optimization. In this topic, multi-material minimum structural compliance topology optimization problems is solved basedon the classical optimality criteria method. Three different types of steel material are used: SS400, SM570, UL700. The distribution of these three materials is considered by changing the participating volume of materials in the given shape. Material distribution is implemented with the use of 2 materials and 3 materials. The strain energy and the price of three steel types are used for comparison.

The goal of this study is to investigate structural behaviors of steel diagrid depending on geometric parameters such as size, thickness, steel type, and location of components. Numerical applications verify structural behaviors of steel diagrid is very sensitive in terms of the geometric parameters and then diagrid is an appropriately governing system for free-formed structures.

The goal of this study is to investigate an evaluated aerial work flatform for structure maintenance and repair. This study includes technical components and economic aspect. The investigation is extend and helpful to accomplish successful business according to foreign and domestic business.

Recently remodeling has been preferred to reconstruction. Remodeling the existing building structure by recycling has great advantages compared with reconstruction in terms of environmentally contributions and reduced use of national resourses. However the story increase during remodelling cause serious problems of structure. This paper intoduces a way to analyze remodelled building using MIDAS GEN

민감도 해석은 구조 모델링 변수의 변화에 따른 역학적인 거동의 특성을 찾는 것을 목적으로 한다. 따라서 건물의 구조 진단과 보수 보강 분야에서 특히 중요한 설계 자료로서 활용되고 있다. 본 연구는 구조물의 위상학적 최적 모델링에서 중요하게 다루어지는 민감도 해석을 다양한 방법을 사용하여 공식화하였다. 감차법과 변분법을 적용하여 직접법과 수반법으로서 최종적인 해석적인 민감도 식들을 유도하였다. 구조 해석에 관한 간단한 수치예제를 통하여 유도된 민감도 식들의 해가 적절함을 수치적인 민감도 해석치와 비교하여 검증하였고, 최종적으로 이산화 민감도 해석에 의한 밀도분배법의 위상학적 최적 모델링을 수행하여 민감도 공식들을 위상 최적화 문제에서 정식화하였다.