Structural Optimization for Nonlinear Dynamic Response of Solenoid Actuator

Abstract : This paper proposes a design optimization approach for core of solenoid actuators by combining optimization techniques with the finite element method (FEM). A solenoid is an important element part which hydrau-lically controls a transmission system, etc. The demanded feature of the solenoid is that it performs an electromagnetic force output being constant regardless of the stroke and being proportional to coil current. The plunger compresses a spring with a minimum force of 12 N over an 1.7 mm travel. The orthogonal array, analysis of variance (ANOVA) techniques and response surface optimization, are employed to determine the main effects and their optimal design variables. The methodology is demonstrated as a optimization tool for the core design of a solenoid actuator. Key words : Electromagnetic analysis(전자기 해석), Solenoid actuator(솔레노이드 액추에이터), Dynamic response (동적응답), Polynomial surrogate model( 다항식 대리모델), Structural optimization(구조최적설계) 1. 서 론 1) 차량의 변속기용 솔레노이드 밸브(Solenoid valve)는 유압을 제어하는 유압부와 밸브의 동작을 담당하는 액추에이터(Actuator)로 구성된다. 자동변속시 제어 압력을 생성하는 솔레노이드 밸브는 변속성능과 품질에 밀접한 관계가 있다. 따라서 솔레노이드 액추에이터의 설계는 액추에이터 거동에 대해 정확한 제어 특성과 범위에 대한 예측이 필요하다.솔레노이드 액추에이터는 작은 변위에 대해 직선 운동이 가능하고 구조가 간단하여 신뢰성과 제작의 편리성이 있다. 액추에이터는 플런저(Plunger)의 이