In general, a large mirror without weight reduction in large optical or space telescope systems can increase the system’s weight or lead to significant deformation of the mirror surface. Thus, it is imperative to pursue lightweight design strategies. In this paper, the structure design of a spherical mirror, a diameter of 600mm and a mirror radius of 2,000mm, was investigated to reduce weight and minimize deformation. To establish load paths for internal and external loads, stiffeners were added across the lateral supports. This approach effectively reduced both weight and deformation caused by gravity. Weight reduction and reduction percentages were quantified, and the mirror deformation was evaluated by using finite element analysis (FEA). The proposed structures were compared with honeycomb structures for weight reduction. This evaluation allowed to assess the deformation characteristics and the potential advantages of the proposed structures for lightweight mirrors.

본 논문에서는 AISC 표준 단면을 설계 변수로 하는 캔틸레버 타입 헬리데크 모델의 유전 알고리즘 최적설계를 소개한다. AISC 표준 단면을 단면 형상별로 분류하고 단면적 순으로 정렬한 후 정수 단면 번호를 부여하여 설계 변수로 최적설계를 수행하였다. 이 과정을 통하여 이산화된 설계 변수를 가지는 최적설계 문제를 해결하기 위해 유전 알고리즘을 적용하였다. 또한, 제약조건으로 허용응력 및 허용응력비 검사 조건을 모두 고려하여 구조물의 구조 안정성을 고려한 설계를 수행하였다. 최적설계 과정중 매 반복계산 마다 수행되는 구조해석 시간을 단축시키기 위해 선형 중첩법을 사용하였고, 이를 통해 구조 해석 시간을 약 75% 감소시킬 수 있었다. 또한 헬리데크 최적설계의 경량 효과를 높이기 위해 부재 그룹 세분화를 하였고, 그 결과를 선행 연구 모델, 기존의 부재 그룹 모델과 비교하였다. 그 결과 선행연구 대비 약 30톤의 부재를 절감할 수 있었으며, 구조적으로도 보다 안전한 헬리데크 설계를 얻을 수 있었다.

해양구조물 등에서 해상 현장과 육상시설 사이에 물자나 운용 인력을 수송하기 위한 수단으로 헬리콥터가 주로 이용된다. 헬리데크는 헬리콥터가 해양구조물에 착륙하기 위해 필수적으로 탑재되는 구조물로서, 해양구조물의 종류나 탑재되는 위치 등에 따라 다양한 형태의 헬리데크가 존재한다. 그 중에서 캔틸레버식 헬리데크는 해양구조물의 탑사이드 공간 확보에 용이 하며, 헬리콥터와의 충돌 등의 미연의 사고로부터 보다 안전하다. 본 논문에서는 캔틸레버식 헬리데크를 연구대상으로 선정 하고, 이를 구성하고 있는 하부 트러스 구조에 대해서 위상 최적설계를 적용하였다. 또한 상용 구조해석 프로그램을 이용하 여 유한요소 모델을 생성하고, 다양한 착륙 상황과 풍하중을 적용하여 구조해석을 수행하였다. 이를 바탕으로 헬리데크의 각 구조 부재에 발생하는 응력이 사용 재료의 허용응력을 넘지 않도록 부재의 세부 단면 치수를 결정하여, 보다 안전하면서도 경량화된 헬리데크 설계를 얻을 수 있다.

In this study, we changed the existing S45C steel shafts applied to the drive shaft for power train of automotive to Al7003-T6 aluminum material. For this purpose, the optimal inner diameter of the aluminium shaft is established. And, analysis of the stresses and vibration characteristics of shafts were analyzed through finite element analysis. The final aluminum drive shaft was evaluated through the static torsional torque test and the frequency test. The Al7003-T6 aluminum drive shaft's weight is 67% comparing from 100% of shaft with existing steel, and with the performance of 3,276 N-m and 236 Hz, it satisfies requirements of the torsional torque of 3,000 N-m and vibration characteristic over 150 Hz required for drive shaft.

PURPOSES : The objective of this study is to develop an optimized method of mix design for rapid-set lightweight-formed mortar mix. To achieve this objective, the workability, setting time, and compressive strength of mixes under various conditions of mix design were evaluated. METHODS: The water-bonder ratio, fly-ash substitution ratio, and forming agent injection amount were selected as design variables in the study. The fluidity, setting time, density, and strength of the mortar mix were considered as major evaluation criteria of the mixture, and were subsequently utilized to evaluate the characteristics of the mortar mix under various conditions. RESULTS : The observations made from the mix design process are as follows: 1) the air content and fluidity increase as the forming agent ratio and forming agent ratio increase, respectively; 2) the maximum air content is approximately 20%; 3) the accelerating agent decreases the fluidity of the mortar mix by 15% on average; 4) the forming agent injection ratio and fly-ash substitution ratio yield significant effects on the initial and final set times of the mortar mix; 5) as the forming agent injection ratio and fly-ash substitution ratio increase, the compressive strength of the mortar mix decreases; and 6) the 28-day compressive strengths of the forming agent injection ratio and fly-ash substitution ratio yield the most significant effects. CONCLUSIONS: It is concluded that the governing design variables for the rapid-set lightweight-formed mortar mix are the forming agent injection ratio and fly-ash substitution ratio.

Recently, in construction vehicles like exacavator, many customers demand the interior parts to be convenient and handy to operate. Futermore, that parts had to be more lightweight and better quality and durability. For this reaseon, the combination switch, a part for operation of head lamps, wipers, horn, etc, had been designed as a new lightweight structure by using PA plastics material and had been changed the mechanical contact into electric non-contact by using Hall IC and FET.

In this paper, the structural characteristics of a lightweight soundproof tunnel to reduce the dead load imposed on the bridge are investigated. Subsequently, the design procedure of soundproof tunnel structures is reviewed and a design practice for the lightweight soundproof tunnel is carried out according to the reviewed procedure. Next, design compatibility for the lightweight soundproof tunnel is verified through a detailed finite element analysis. The result for evaluation of design compatibility shows that the lightweight soundproof tunnel has structural safety in structural members, welding zones and foundation parts. It is also confirmed that serviceability and buckling safety is excellent.

자동차 경량화를 지향하는 초경량차체 기술 중에서 합체박판기술을 이용한 수 있는 일련의 최적설계 기법을 제안하고 기존의 자동차 도어 내판에 적용하여 경량화를 수행하였다. 먼저, 내판에 부착되는 보강재를 제거한 후 취약해진 강성을 보강하기 위한 파트 선정을 위해 위상 최적설계를 수행하여 대략적인 파트 분포를 결정하였다. 그 다음 상세설계 단계로서 각 파트의 두께는 치수 최적설계를 이용하여 정하고, 형상 최적설계로 최종 용접선을 결정하였다. 이러한 일련의 최적화를 위해 상용 소프트웨어인 GENESIS가 사용되었다.