Deep Groove 볼 베어링의 형상 최적설계

설계요구사항
  • 축방향 강성 최대화
  • 반경방향 강성 최대화
  • 최소 피로수명 조건 만족
  • 마찰 관련 조건 만족
  • 유막 관련 조건 만족
  • 제작 가능 조건 만족
설계 문제 정식화
  • 설계변수 (7)
    볼 직경
    피치 직경
    내륜 곡률비
    외륜 곡률비
    볼 개수
    초기 접촉각
    축뱡향 예압
  • 목적함수 (2)
    축 방향 강성 최대화
    반경 방향 강성 최대화
  • 구속조건 (8)
    피로 수명 조건 (1)
    마찰 관련 조건 (2)
    유막 관련 조건 (1)
    제작 가능 조건 (4)
해석 및 설계 소프트웨어 

  • 해석 : Matlab
  • 설계 : PIAnO
최적설계 절차 

  1. 자동화 후, 설계문제 분석
  2. Optimizer를 이용하여 최적설계 수행
최적설계 결과 

  • 모든 구속조건을 만족하면서 반경 방향 강성 27~33% 향상 및 축 방향 강성 107~142% 향상