최근 품질문제가 대두됨에 따라 품질확보를 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 또한 Global한 강성, Local한 강성과 생산 후 변형을 저감시키는 통합적인 설계프로세스가 부재하다. 이를 해결하기 위해 위상최적설계를 이용하여 설계를 진행하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만 위상최적설계를 사용한 설계안의 경우 실제 제품으로 생산하기 어려운 형상이 도출되는 문제점이 있고, 실제 제품으로 공정이 가능한 형상으로 설계 변경을 하는 과정에서 초기의 Target의 성능을 만족시키지 못하는 설계안이 도출된다. 따라서 본 논문에서는 위와 같은 문제점을 해결하고자 ...
최근 품질문제가 대두됨에 따라 품질확보를 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 또한 Global한 강성, Local한 강성과 생산 후 변형을 저감시키는 통합적인 설계프로세스가 부재하다. 이를 해결하기 위해 위상최적설계를 이용하여 설계를 진행하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만 위상최적설계를 사용한 설계안의 경우 실제 제품으로 생산하기 어려운 형상이 도출되는 문제점이 있고, 실제 제품으로 공정이 가능한 형상으로 설계 변경을 하는 과정에서 초기의 Target의 성능을 만족시키지 못하는 설계안이 도출된다. 따라서 본 논문에서는 위와 같은 문제점을 해결하고자 실험계획법을 기반으로 차량 후드 내판의 형상설계를 진행하였다. 후드 시험평가를 재현할 수 있는 FE모델을 구축하였고 설계초기 단계에서 품질향상 및 경량화 설계를 진행하였다. 자세한 연구 수행 사항은 다음과 같다. 품질확보를 위해 후 변형을 최소화 하고자 후드 시험 평가 기준을 고려하여 내판 형상 설계를 진행하였다. 성능에 영향이 크게 작용할 것이라고 판단되는 Longitudinal beam, Cross beam 형상에 대해서 보강재의 유무에 따라 총 10개의 설계변수로 선정한 후 2수준 Plackett-Burman 직교배열법 기반으로 12개의 실험점을 생성하였다. 성능지수는 총 6개로 비틀림 강성, 굽힘 강성, 동적 강성(비틀림 모드, 굽힘 모드), 가스리프트에 의한 변형 해석과 자중에 의한 변형 해석으로 선정하였다. 이전 단계는 Global한 강성을 고려하여 설계를 진행 하였다면, 이번 단계에서는 외판 강성 해석을 통하여 국부 강성을 고려하여 보강 설계를 진행 하였다. 2수준 Plackett-Burman 직교배열법 기반으로 12개의 실험점을 생성하였고, 성능지수로 외판 강성으로 선정하였다. 그 후 각각의 beam 폭에 대해 최적설계를 진행하였다. 메타모델을 구성하기 위해 ISCDⅡ(Incomplete Small Composite Design-Ⅱ) 실험계획법을 이용하여 실험계획표를 작성하였다. 9개의 실험점을 생성하였고 생성된 실험점를 기반으로 방사 기저 함수를 이용하여 메타모델을 근사화를 진행하였다. 실제 해석모델의 결과 값과 메타모델에서 예측한 최적 값을 비교하면서 최적의 설계안을 찾아가는 Iteration 과정을 26번 수행하였다. 본 논문을 통하여 개발된 설계 방법을 통해 설계자의 주관적 판단에 의존하는 기존의 설계방식이 아닌, 실험계획법을 이용하여 보다 객관적인 후드 내판 형상설계를 진행할 수 있을 것이라 판단된다.
최근 품질문제가 대두됨에 따라 품질확보를 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 또한 Global한 강성, Local한 강성과 생산 후 변형을 저감시키는 통합적인 설계프로세스가 부재하다. 이를 해결하기 위해 위상최적설계를 이용하여 설계를 진행하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만 위상최적설계를 사용한 설계안의 경우 실제 제품으로 생산하기 어려운 형상이 도출되는 문제점이 있고, 실제 제품으로 공정이 가능한 형상으로 설계 변경을 하는 과정에서 초기의 Target의 성능을 만족시키지 못하는 설계안이 도출된다. 따라서 본 논문에서는 위와 같은 문제점을 해결하고자 실험계획법을 기반으로 차량 후드 내판의 형상설계를 진행하였다. 후드 시험평가를 재현할 수 있는 FE모델을 구축하였고 설계초기 단계에서 품질향상 및 경량화 설계를 진행하였다. 자세한 연구 수행 사항은 다음과 같다. 품질확보를 위해 후 변형을 최소화 하고자 후드 시험 평가 기준을 고려하여 내판 형상 설계를 진행하였다. 성능에 영향이 크게 작용할 것이라고 판단되는 Longitudinal beam, Cross beam 형상에 대해서 보강재의 유무에 따라 총 10개의 설계변수로 선정한 후 2수준 Plackett-Burman 직교배열법 기반으로 12개의 실험점을 생성하였다. 성능지수는 총 6개로 비틀림 강성, 굽힘 강성, 동적 강성(비틀림 모드, 굽힘 모드), 가스리프트에 의한 변형 해석과 자중에 의한 변형 해석으로 선정하였다. 이전 단계는 Global한 강성을 고려하여 설계를 진행 하였다면, 이번 단계에서는 외판 강성 해석을 통하여 국부 강성을 고려하여 보강 설계를 진행 하였다. 2수준 Plackett-Burman 직교배열법 기반으로 12개의 실험점을 생성하였고, 성능지수로 외판 강성으로 선정하였다. 그 후 각각의 beam 폭에 대해 최적설계를 진행하였다. 메타모델을 구성하기 위해 ISCDⅡ(Incomplete Small Composite Design-Ⅱ) 실험계획법을 이용하여 실험계획표를 작성하였다. 9개의 실험점을 생성하였고 생성된 실험점를 기반으로 방사 기저 함수를 이용하여 메타모델을 근사화를 진행하였다. 실제 해석모델의 결과 값과 메타모델에서 예측한 최적 값을 비교하면서 최적의 설계안을 찾아가는 Iteration 과정을 26번 수행하였다. 본 논문을 통하여 개발된 설계 방법을 통해 설계자의 주관적 판단에 의존하는 기존의 설계방식이 아닌, 실험계획법을 이용하여 보다 객관적인 후드 내판 형상설계를 진행할 수 있을 것이라 판단된다.
Recently, quality research has been carried out for quality issues. In the case of a large panel structure such as a car hood, it is vulnerable to the vertical load and vibration of the panel. In order to solve this problem, we are designing using trial and error method and topology optimization des...
Recently, quality research has been carried out for quality issues. In the case of a large panel structure such as a car hood, it is vulnerable to the vertical load and vibration of the panel. In order to solve this problem, we are designing using trial and error method and topology optimization design. However, the existing method involves the subjective judgment of the designer, and there is a problem that the design change occurs due to the inconsistent designing method. In this study, the shape design of the vehicle hood inner panel was carried out based on the design of experiment. FE model which can reproduce the hood test evaluation was constructed and quality improvement and light weight design were carried out at the initial stage of the design. The details of the study are as follows. In order to secure the quality, the inner panel shape design was carried out considering the hood test evaluation criteria in order to minimize post strain. In this study, 10 design parameters were selected according to presence or absence of beams for longitudinal and cross beam shapes, which are considered to have a significant effect on performance, and 12 experimental points were created based on the 2-level Plackett-Burman orthogonal array method. The performance indices were selected as six torsional stiffness, bending stiffness, dynamic stiffness (torsional mode, bending mode), deformation by gas lift, and deformation by self weight. For the analysis of deformation by the weakest self weight, the design was carried out for the angle of the sub beam. Two design variables were designed based on the 5 - level full implementation method. The reinforcement design was carried out considering the local stiffness. Twelve test points were created based on the 2-level Plackett-Burman orthogonal array method. Optimum design for each beam width was then carried out. In order to construct the metamodel, an experimental schedule was prepared using ISCDII (Incomplete Small Composite Design-II) design method. Five experimental points were created and the metamodel was approximated using the radial basis function based on the generated experimental points. Iteration process was performed 20 times to find the optimal design by comparing the result of the actual analysis model with the optimum value predicted by the meta model. Through the design method developed this study, it is considered that the objective design of the hood inner panel shape can be carried out using the experimental design method rather than the existing design method which depends on the subjective judgment of the designer.
Recently, quality research has been carried out for quality issues. In the case of a large panel structure such as a car hood, it is vulnerable to the vertical load and vibration of the panel. In order to solve this problem, we are designing using trial and error method and topology optimization design. However, the existing method involves the subjective judgment of the designer, and there is a problem that the design change occurs due to the inconsistent designing method. In this study, the shape design of the vehicle hood inner panel was carried out based on the design of experiment. FE model which can reproduce the hood test evaluation was constructed and quality improvement and light weight design were carried out at the initial stage of the design. The details of the study are as follows. In order to secure the quality, the inner panel shape design was carried out considering the hood test evaluation criteria in order to minimize post strain. In this study, 10 design parameters were selected according to presence or absence of beams for longitudinal and cross beam shapes, which are considered to have a significant effect on performance, and 12 experimental points were created based on the 2-level Plackett-Burman orthogonal array method. The performance indices were selected as six torsional stiffness, bending stiffness, dynamic stiffness (torsional mode, bending mode), deformation by gas lift, and deformation by self weight. For the analysis of deformation by the weakest self weight, the design was carried out for the angle of the sub beam. Two design variables were designed based on the 5 - level full implementation method. The reinforcement design was carried out considering the local stiffness. Twelve test points were created based on the 2-level Plackett-Burman orthogonal array method. Optimum design for each beam width was then carried out. In order to construct the metamodel, an experimental schedule was prepared using ISCDII (Incomplete Small Composite Design-II) design method. Five experimental points were created and the metamodel was approximated using the radial basis function based on the generated experimental points. Iteration process was performed 20 times to find the optimal design by comparing the result of the actual analysis model with the optimum value predicted by the meta model. Through the design method developed this study, it is considered that the objective design of the hood inner panel shape can be carried out using the experimental design method rather than the existing design method which depends on the subjective judgment of the designer.
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