공작기계에서의 고속, 고정도화는 계속적인 능률향상에의 요구, 신소재의 활용 영역 증가, 절삭기술의 연삭영역에의 적용 등 새로운 수요의 확대와 더불어 앞으로 더욱 진전될 것으로 예상되므로 주축시스템의 고속화 및 고정도화에 대한 연구수행은 필수적이라 아니할 수 없으며, 특히 전자기력을 이용한 지능화된 고속주축계에 대한 연구는 신기술로서 세계적인 관심사이자 기술파급 효과가 매우 큰 고부가가치 기술에 해당되므로 이에 대한 연구는 매우 중요하다. 따라서, 본 연구에서는 공작기계의 고속화가 이루어짐에 따라 나타나는 주축계의 발열과 열변위가 베어링의 예압변화와 이에 따른 주축의 강성에 영향을 미치고, 또한 공작물의 가공 정밀도에 영향을 미치므로 공작기계 주축의 설계단계에서 이러한 열적 특성을 규명하기 위하여, 공작기계의 열변형 문제의 해명 및 열변형을 최소화시킬 수 있는 냉각 조건과 최적설계의 정립을 위해 고주파 모터 내장형 주축에 대해 3차원 모델링을 행하고 3차원 비정상 열전달 해석을 통하여 고속 주축의 열특성 해석을 수행하였다. 그리고, 최근 고속주축에 대한 세계적인 기술추세를 볼 때 더욱 정밀해지고 고속화에 대한 요구가 한층 증대되고 있으며, 이러한 측면에서 볼 때 여러 분야에서 탁월한 장점을 지니고 있는 자기 베어링은 그 설계과정이 복잡하고 다른 베어링에 비해 고가인 반면, 많은 우수한 장점을 가지고 있으나, 회전체 시스템이 안고 있는 기본적인 문제인 임계속도에서 발생되는 불평형에 의한 진동을 억제하고, 운전 안정영역을 확보하기 위해, 자연선택과 자연계의 유전학에 근거한 병렬적이고도 전역적인 탐색 방법인 0차의 유전자 알고리듬과 2차원 비선형 유한요소 자기장 해석 과정을 접목한 최적설계방법을 사용함으로써 기존의 설계경험으로 인한 기술적 제약을 감소하고, 자기베어링이 장착되는 초고속 공작기계용 주축 시스템의 요구와 성능한계 및 설계 제한치를 만족하면서 부양힘(LEVITATION FORCE)을 최대로 할 수 있는 일반적인 형상의 8극형 반경방향 이극성 자기 베어링 설계치의 최적화를 수행하였다.
