차체의 진동 최소화(최적설계)

목차

1. 설계목표

2. 설계 Data

3. 설계변수

4. 목적함수 공식화

5. Constraints

6. Matlab을 이용한 Optimization Solution

7. Optimization Tool

8. 참고문헌

본문내용

aints
목적함수의 Constraints를 정하기 위해 정적처짐 에 대한 변위 의 비 를 r 의 함수로 나타내었다.
[그림2 와 의 변화에 따른 크기 ]
위 그림을 통해서 알 수 있는 것은 r 이 1 주변에 있을 경우에는 공진(resonance)이 일어날 수 있다는 것과 감쇠(damping)계수가 높을 때에는 공진의 영향이 적음을 알 수 있다. 이를 토대로, 목적함수를 찾아보면 다음과 같다.
이 경우에 기초의 변위에 의한 차체의 진동영향이 최소화 될 수 있다.
위를 바탕으로 Constraints를 고려한 목적함수를 다시 정리하면
subject to
6. Matlab을 이용한 Optimization Solution
Matlab을 이용하여 최적해를 구하기 위해 M-file을 작성한다.
%File name=suspen_objf.m
function f=suspen_objf(x)
c=x(1); k=x(2);
% c is damping coefficient
% k is spring coefficient
%Set input parameters
m=1000; %mass of car
wr=(100000/3600)*2*pi*(1/6);
wn=sqrt(k/m); %natural frequency
z=c/(2*sqrt(k*m)); %damping ratio
r=wr/wn; %ratio of frequency
f=sqrt(((2*z*r)^2 + 1)/((2*z*r)^2 + (1-r^2)^2));
① suspen_objf.m “목적함수 구하기”
%FIle name=suspen_const.m
function [g,h]=suspen_const(x)
c=x(1); k=x(2);
% c is damping coefficient
% k is spring coefficient
%Set input parameters
m=1000; %mass of car
wr=(100000/3600)*2*pi*(1/6);
wn=sqrt(k/m); %natural frequency
z=c/(2*sqrt(k*m)); %damping ratio
r=wr/wn; %ratio of frequency
%Inequality constraints
g(1)=3-r; %r>=3
g(2)=z-1; %z<=1
g(3)=0.7-z; %z>=0.7
%equality constraint (none)
h=[];
②suspen_const.m “구속조건 주기”
7. Optimization Tool
목적함수를 최소로 하는 설계변수 k=19957.146, c=2395.649 이고 목적함수의 최소값은 값은 0.5668m이다. 따라서 자동차 변위의 진폭 X=0.5668(0.05)=0.012515m이다. 이는 도로의 5cm 융기가 자동차 차재와 승객의 1.25cm 융기로 전달됨을 나타낸다.
8. 참고문헌
[1] 알기 쉬운 생활 속의 소음 진동, 사종성, 강태원
[2] 기계진동학 강의교재, 송오섭
[3] Applied Optimization with MATLAB Programming, P.Venkataraman

키워드

차체,   진동 최소화,   최적설계,   설계