This paper presents a 1-DOF robot for hand rehabilitation exercises for hemiplegic patients. The robot provides the cylindrical grasp movement, which is one of the dominant Activities of Daily Living. Linkage Sliding Mechanism allows the proposed robot to be a simple and lightweight structure. Motion test for the healthy subjects are carried out to verify the performance of the robot. Consequently, it was confirmed that the proposed robot was suitable for performing hand rehabilitation treatment.

The Ti-6Al-4V lattice structure is widely used in the aerospace industry owing to its high specific strength, specific stiffness, and energy absorption. The quality, performance, and surface roughness of the additively manufactured parts are significantly dependent on various process parameters. Therefore, it is important to study process parameter optimization for relative density and surface roughness control. Here, the part density and surface roughness are examined according to the hatching space, laser power, and scan rotation during laser-powder bed fusion (LPBF), and the optimal process parameters for LPBF are investigated. It has high density and low surface roughness in the specific process parameter ranges of hatching space (0.06–0.12 mm), laser power (225–325 W), and scan rotation (15°). In addition, to investigate the compressive behavior of the lattice structure, a finite element analysis is performed based on the homogenization method. Finite element analysis using the homogenization method indicates that the number of elements decreases from 437,710 to 27 and the analysis time decreases from 3,360 to 9 s. In addition, to verify the reliability of this method, stress–strain data from the compression test and analysis are compared.

이 논문에서는 기존의 조인트 교량을 일체식 교대 교량으로 변경할 경우, 온도하중에 의한 상부구조의 인장에 따른 흉벽의 휨거동을 보강하기 위한 흉벽 FRP 보강공법을 제안하고, 설계 및 유한요소해석을 통해 보강 효과를 검토하였다. FRP 보 강재는 펄트루젼 공정으로 제작하며, 흉벽 전면부에 부착하여 일체식 교대 교량으로 변경할 때, 흉벽에 부족한 인장철근의 역할 을 대체하게 된다. 흉벽 FRP 보강공법의 설계는 ACI Committee 440을 참고하여 수행하였으며, 유한요소해석은 콘크리트, 철근 및 유리섬유와 비닐에스터로 제작한 FRP 보강재의 최대응력을 보강 방법에 따라 비교하였다. 유한요소해석 결과, FRP 보강재는 콘크리트에 발생하는 인장응력을 감소시키는 역할을 하며, 흉벽이 저항할 수 있는 휨모멘트를 증가시킬 수 있는 것으로 나타났 다.

세계적으로 온실가스 및 대기 오염물질 배출 저감을 위한 환경 규제가 점점 강화되고 있는 가운데, 국내에서도 ‘2030 친환경 관공선 전환 계획’을 수립하여 선박의 온실가스 배출량 저감 기술 개발과 친환경 소형 연안선박 건조 및 실증 사업을 추진하고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 연안 선박의 전기복합 추진을 위한 핵심 기자재인 기어박스의 설계에 대한 연구를 수행하였다. ROMAX 소프트웨어를 활용하여 전동기 구동, 엔진 구동, 엔진 구동 발전 등 다양한 운전 모드에서 기어의 강도와 치물림 상태를 확인하고, 치형 수정 최적화를 수행하였다. 또한 위상 최적화 기법을 이용하여 기어박스 하우징의 경량화 및 최적화를 수행하였다.

본 논문은 가상 부동산 게임을 통한 가상토지 거래와 분할 거래를 위한 가상 경제 플랫폼을 제안한다. 이것은 실제 존재하는 지구 위의 땅이 아닌 가상공간에서 설계된 3차원 공간을 거래하고 소유하는 가상 경제 플랫폼 에 관하여 연구이다. 이를 위해 메타버스를 이용하여 실제 지구의 모습과 유사한 가상의 지구를 세분화시켜 구현했다. 또한 블록체인 기술을 이용한 가상화폐를 통해 거래의 신뢰성을 가질 수 있게 했다. 게임의 특징으 로는 다음과 같다. 가상공간의 콘텐츠 서비스를 위한 프로세스 기능을 단순화했다. 또한 서비스의 차별화를 통하여 사용자의 진입 장벽을 최소화했으며, 게임을 통해 부동산 분할 매매와 분할임대를 위한 프로세스를 제 안했다. 또한 가상부동산에 대한 수익모델을 통하여 가상 경제 플랫폼에 대한 개념을 제안했다. 본 논문은 메 타버스와 블록체인 기술을 활용하여 기존 경제적 가치 개념을 가상 경제 플랫폼으로 활용하는 연구 모델로 제안한다.

In this work, we deal with the feasibility of structural topology optimization for beam designs using retrofits that optimally allocates the reinforcement to the web under the condition that designers set bolt regions for H-beams of different dimensions. Mean compliance or minimal strain energy is considered for the optimization. Volume fraction is given to the design space to assign appropriate steel material quantities. The purpose of this study is to evaluate optimal shapes of stiffeners with the maximum rigidity that improves the axial and shear performance of the H-beam and to satisfy a given safety design standard of H-beam and stiffeners in case arbitrary load effect and resistances. Finally, the effectiveness of stiffness-based topology optimization on stiffeners is verified with several practical applicable examples.

In this study, a study on the design of the rake shape of a rotary screener is conducted. The rake bar and rake of a rotary screener were designed, and three types for the rake shape were designed by changing the rake shape. Structural analysis was conducted in consideration of the vertical load applied when the narrow object was pulled up by the rake and the friction force applied underwater, and the more efficient type was verified by comparing the stress and strain applied to the lake by shape. In addition, structural analysis was additionally performed by changing the material of the rake to a carbon composite material in the same manner. That is, in order to improve the need to replace the entire rake part in case of damage, we will examine the improvement of the strength of the rake by performing structural analysis by changing the material of the rake.

본 연구의 목적은 공학설계 기반 오션 클린업 수업이 STEAM 태도와 창의공학적 문제해결성향에 미치는 영향 을 알아보는 것이다. 또한 이 과정에서 학생들이 공학설계 기반 수업에서 접하는 흥미로운 점을 파악하고자 하였다. 본 연구에서는 공학설계를 전공한 교수 1명과 석사 이상의 공학설계 전문가 5명이 함께 공학설계를 기반으로 한 6차시의 과학수업을 개발하여 검토하였다. 수업의 주제는 실제 오션 클린업 프로젝트에서 구현된 방법을 기반으로 해양 오염을 줄이기 위한 과학 및 공학적 해결과정의 설계 및 구현으로 선정되었다. 공학설계 과정은 NGSS(2013)에서 제시한 공학 설계 모형을 활용하였으며, 최적화 과정을 통해 재설계를 경험할 수 있도록 구성하였다. 효과를 검증하기 위해 Park et al.(2019)이 개발한 STEAM 태도 설문지 및 Kang and Nam(2016)이 개발한 창의공학적 문제해결성향 검사 도구를 사 용하였다. 효과성 검정을 위한 통계분석을 위해 사전 및 사후 t-검정을 사용하였다. 또한, 학습자가 경험한 흥미로운 점 의 내용은 기술적인 응답을 받아 전사하고, 중심도 분석을 통해 분석 및 시각화하였다. 결과는 과학 수업에서 공학설계 기반 오션 클린업 수업이 STEAM 태도와 창의공학적 문제해결성향 모두에 긍정적인 영향을 미친다는 것을 확인하였다 (p< .05). 또한, 비정형 데이터 분석 결과, 학습자가 학습에 관심을 갖는 요인으로 이공계 지식, 공학적 경험, 협동과 협 업이 나타나 공학적 경험이 중심 요인임을 확인하였다.

The automatic dust separator is a device installed in the suction tank of the pumping or drainage plant, and prevents foreign substances such as aquatic plants or wood chips from being sucked into the underwater pump. Since the dust separator obstructs the flow of water for separating dusts, a water level difference is likely to occur before and after the dust separator. Since the water level difference before and after the dust separator acts as an additional hydraulic load on the dust separator structure, it may reduce the lifetime of the dust separator and cause damage. In this study, in order to reduce the water level difference, we devised changing the existing I-beam-shaped dust separator parts to a streamlined shape, and quantitatively analyzed the water level difference before and after the dust separator, hydraulic load, and flow velocity distribution through computational fluid analysis to confirm the effect of design improvement.