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문제 정의
- 실제 최적화를 수행에서는 변형량과 에너지 흡수 능력이 동시에 고려되어야 한다. 그러나 에너지 함수의 경우 적합도가 상대적으로 낮기 때문에 본 논문에서는 다중 목적함수 최적화를 수행하는 대신에 단위 변형당 흡수하는 에너지를 채택하여 변형량과 에너지 흡수율을 동시에 고려하면서 오차의 영향이 최소화 되도록 하였다.
- 이를 통하여 30 msec동안 에 에너지를 가장 많이 흡수하는 부재는 Inner, Out-A, Reinforce-A 등 3개로 전체 에너지의 90%를 흡수함을 확인할 수 있다. 따라서 이 세 가지 부재의 두께를 적절히 조절하면 프런트 사이드 멤버의 충돌 성능을 향상시킬 수 있을 것이라 판단되며 이에 따르는 최적화를 수행하였다.
- 프런트 사이드 멤버의 경우 기하학적 형상이 복잡하고, 서로 여러 부재가 연결되어 있으므로 모든 부재를 설계변수로 사용할 수는 없다. 따라서 프런트 사이드 멤버의 최적화를 위하여 본 논문에서는 변수결정 단계와 적절한 반응표면을 구성하는 단계로 나누어 수행하였으며, 변형량과 단위 변형당 흡수하는 에너지를 동시에 목적함수로 고려하여 최적화를 수행하였다.
- 그러나 현재 반응표면을 적용한 충돌 최적화의 경우 대부분의 문제가 기하학적으로 간단하며, 실제 설계에 적용하기 힘든 단순 형상 부재에 제한되거나, 반응표면법이 충돌 문제의 최적화에 적용 가 능한 가를 타진하는데 국한되고 있다. 본 논문에서는 반응표면법을 이용하여 우선 간단한 원형 구조 형 부재의 충돌 최적화를 수행하여 적용 가능성을 검토하고, 이를 바탕으로 실제 차체용 부재인 프런트 사이드 멤버(front side member)의 충돌성 능 향상을 위한 최적화에 적용하였다. 프런트 사이드 멤버의 경우 기하학적 형상이 복잡하고, 서로 여러 부재가 연결되어 있으므로 모든 부재를 설계변수로 사용할 수는 없다.
- 본 논문에서는 프런트 사이드 멤버의 충돌 성능을 향상시키기 위하여 각 부재의 두께를 변경하는 것을 목표로 한다. 그러나 모든 부재의 두께를 변경 하는 경우에는 반응표면을 구성 하기 위하여 필요한 해석의 수가 급격히 증가한다.
- 그 결과 두께를 설계 변수로 하여 반응표면법 을 적용 하는 경우, 실제 유한요소 해석에서의 결과와 거의 유사한 결과를 보이고 있으며, 이를 통하여 반응표 면법이 충돌문제의 최적화에 적용 가능함을 살펴 보았다. 본 절에서는 이러한 반응표면법을 실제 차체용 부재인 프런트 사이드 멤버의 두께 최적화에 적용하고 이를 평가하였다.
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