LECTURE

Introduction to Mechanical Design

이 과목의 목표는 기계공학의 문제들을 설계문제로 정의하고 이를 해결하는 설계과정을 계획하고 문제의 해를 도출할 수 있는 능력을 제공하는 데 있습니다. 또한 팀웍과 다양한 기계공학문제 해결 도구에 익숙하도록 하는데 교과목의 목표가 있습니다. 설계문제의 정식화를 공부하며, 정식화된 설계문제를 체계적으로 해결하기 위한 방법을 공부하게 됩니다.

설계문제의 해를 창의적으로 도출하기 위하여 창의적 문제 해결 방법(TRIZ)에 대하여 배우고, 최소 실험횟수로 최대의 정보를 얻을 수 있는 실험계획법을 소개하며, 이를 이용하여 설계변수와 응답함수의 관계를 수식으로 표현하는 반응표면근사화(RSM)에 대하여 공부하고 실습합니다. 실제 설계문제의 최적해를 구하기 위하여 최적화기법에 대하여 학습하고 최적화 프로그램 중 EXCEL 및 MATLAB의 사용방법을 소개하고 이를 적용하여 최적설계를 구현해보는 경험도 하게 될 것입니다.



Design of Machine Element

기계공학이라는 분야에서 요구하는 교육의 최종 목표로는 요구되는 성능을 만족하는 기계를 설계할 수 있는 능력을 육성하는데 있습니다. 이에 본 과목에서는 기계설계에 대한 기초지식인 설계과정, 안전계수의 기본개념, 피로파괴이론을 배우고, 기계시스템 설계에 공통적으로 사용되는 축, 베어링, 기어, 스프링, 나사 등의 기계요소에 대한 해석과 설계 및 선정방법을 다루게 될 것입니다. 이 과목을 배우고 나면 기계설계과정을 이해하고 설계조건을 반영할 수 있으며, 기계요소설계에 필요한 해석방법 및 요소 선정 방법에 대하여 어느 정도 알게 될 것입니다.



Finite Element Method

공학에서 다루는 여러 가지 자연 현상(구조의 변형, 유체의 흐름, 열전달 등)은 모두 편미분방정식으로 모델링되어 주어진 경계조건에 대한 해를 찾아서 설계에 응용하는 단계를 거치게 됩니다. 그러나 편미분방정식은 대부분 일반해를 구하기 어려우며, 매우 제한적인 경우에 해당하는 해만을 해석적으로 구할 수 있습니다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 수치해법이 도입되는데, 유한요소해석(Finite Element Method, FEM)은 그러한 수치적 방법 중 가장 널리 쓰이고 있는 방법 중 하나입니다.

본 과목에서는 복잡한 기계 구조물의 응력 상태와 변형, 진동 및 다른 역학적 특성을 해석하기 위한 방법으로 유한요소법의 기본 개념과 수식화 방법 및 해석법 등을 간단히 배우고, 유한요소 프로그램을 사용한 공학 문제의 해석 실습과 해석 결과의 설계 응용법 등을 배우게 됩니다. 추가로 간단한 입력 자료에 대하여 완전한 수치해를 출력할 수 있는 프로그램을 작성하는 프로젝트를 수행하게 됩니다.



Capstone Design

전공 전문 지식을 바탕으로 사회가 필요로 하는 과제를 학생 스스로 기획 및 해결함으로써 창의력, 실무능력, 팀워크, 리더십 배양을 목적으로 하는 교과목입니다.



Genetic Algorithm

유전 알고리즘(Genetic Algorithm,GA)은 1975년에 John Holland가 개발한 최적화 알고리즘입니다. 분자생물학에서의 유전자의 개념과 교배, 돌연변이, 그리고 다윈의 적자생존의 법칙을 프로그래밍에 응용함으로써 여러 가지 수학적으로 정의할 수 없는 최적화 문제를 효율적으로 해결할 수 있는 방법을 제시하였습니다.

본 수업에서는 이러한 유전 알고리즘을 소개하고, 이를 공학적으로 응용하는 것을 실습하는 과목입니다. 수업이 진행되는 동안, 모든 학생은 직접 유전 알고리즘을 작성해볼 기회를 가지며, 이를 응용하는 프로젝트를 실습해볼 수 있습니다.



Theory of plates and shells

평판(Plate)은 부재의 두께가 그 부재의 너이에 비해 매우 작은 구조물을 말합니다. 이해하기 쉽게 덧붙이자면, 학부 재료역학에서 다루는 보(beam)의 개념을 2차원으로 확장한 것이라고 볼 수 있습니다.

현실에서 볼 수 있는 많은 기계의 구조는 이러한 평판과 쉘을 포함한 구조물인 경우가 많습니다. 여러 가지 백색가전의 하우징, 자동차, 비행기, 선박 등의 외벽 등이 모두 평판으로 이루어진 구조입니다.

본 수업에서는 이러한 평판 및 쉘을 수학적으로 모델링하는 방법과, 이를 해석적, 수치적으로 푸는 방법에 대해 배우게 됩니다.



Mechanism Design

모든 기계는 입력이 주어지면 운동 및 힘을 전달하는 기구 또는 그러한 기구들의 조합에 의하여 사용자가 원하는 출력을 주도록 고안되어 있습니다. 본 과목에서는 기구들에 대한 일반적인 지식들을 숙지하고, 기구의 운동해석을 위한 위치 및 변위해석방법, 속도해석방법, 그리고 가속도해석방법을 배우게 될 것입니다. 또한 실제의 기구들의 운동해석 및 설계에 관한 제반 이론들을 학습하고, 또한 정적 하중으로 인하여 각 링크에 발생하는 정적 하중 해석방법과 운동으로 유발된 동적 하중으로 인하여 각 링크에 발생하는 동적 하중 해석방법을 배우게 됩니다. 본 수업의 목표는 기계에 등장하는 각종 기구의 운동 및 힘을 해석하고 이를 고려하여 기구를 설계할 수 있는 능력을 배양하는 것입니다.