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  지난 40년 이상의 역사를 통해 추상적 개념에서 출발하여 실용적 구조설계수단으로 발전하여왔으며, 현재도 활발한 연구가 계속되고 있다. 이러한 구조설계분야의 목표는 효과적인 구조설계에 대한 이해를 증진시키고 설계 엔지니어에게 체계적이면서 신뢰성 있는 구조설계방법을 개발하는 것을 목표로 한다. 구조최적설계의 종류는 설계자가 변화시킬 수 있는 구조물의 구성요소, 즉 설계변수에 따라서 치수최적설계, 형상최적설계, 배치최적설계 그리고 위상최적설계의 4가지로 나뉠 수 있다.


 
구조최적설계의 종류
설계변수의 특징
 
치수 최적설계
  단면계수, 두께 등이 설계변수이다. 설계변수의
  변화 시 유한요소 법의 영역은 고정된다.
 
형상 최적설계
  설계변수가 구조물의 형상을 표현한다. 설계변화
  의 변화 시 유한 요소법의 영역도 함께 변화한다
 
배치 최적설계
  유한요소법의 변환행렬이 설계변수의 함수이다.
  자주 사용하지 않는 방법이다.
 
위상 최적설계
  유한요소법의 요소의 존재 여부가 설계변수이다


이러한 구조최적설계는 현재 다른 설계 기법들에 비해 실제 적용이 많이 이뤄진 설계 방법이며, 크게 설계된 구조를 평가할 수 있는 구조해석방법과 효율적인 구조설계를 위한 최적화방법을 포함한다. 본 연구실에서는 새로운 최적설계기법 개발보다는 기존에 실제 현장에서 발생하는 문제를 프로젝트화하여 구조최적설계를 적용하는 방향으로 연구가 진행되고 있다. 따라서, 구조 해석방법으로 상용유한요소해석기(GENESIS, NASTRAN, LS-DYNA, ABAQUS, ANSYS)를 이용하고, 최적화방법을 위해서는 상용최적화프로그램(Visual DOC, iSight, Model Center, IDESIGN)을 이용하고 있다. 그림 1은 지금까지 연구실에서 구조최적설계를 이용하여 설계 개선한 사례를 모은 것이며, 지금도 계속하여 연구가 진행되고 있다.

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