The overseas small ship market is witnessing a trend towards research aimed at substituting Fiber Reinforced Plastics (FRP), which poses environmental concerns, with High-Density Polyethylene (HDPE) in the shipbuilding process. Given the low melting point and high coefficient of thermal expansion of HDPE, research on joint areas is essential. This study focuses on preliminary investigations into ensuring the integrity of joints in shipbuilding processes using HDPE materials. Utilizing the Hot Gas Extrusion Welding method, which is conducive to joining large structures such as ships, HDPE joints were conducted. The material properties were evaluated based on the ASTM D638-14 international standards. This research aims to provide fundamental knowledge on the joining process of HDPE through Hot Gas Extrusion Welding and offers guidance on ensuring the integrity of joints in shipbuilding.

본 연구에서는 단면설계 및 열 교환 장치 위치 변경을 통해 온실의 구조 변경을 진행하였으며, 선행연구를 통해 개발된 모델을 근간으로 하여 개선 여부에 따른 온실 내부 환경을 예측하였다. 단면형상과 열 교환 장치의 개선 후 유속 변화에 따른 시뮬레이션 분석을 진행하였으며, 이 때 온도와 균일도는 각각 평균 0.65°C, 0.75%p 상승함을 확인하였다. 해석대상 온실과 같은 소규모 온실의 경우 방열관의 난방성능 개선보다 FCU에 의해 형성되는 공기 유동이 균일한 환경 조성에 더 큰 영향을 미치는 것으로 판단된다. 개선 전 ‧ 후 온실에 환기시스템 적용 시 공기 유동 특성 분석을 위해 시뮬레이션 분석을 진행하였다. 공기 유동과 공기령은 유사한 분포를 보였으며, 개선 후 온실의 공기령이 개선 전 온실 대비 18초 낮게 나타났다. 개선 전 ‧ 후 온실 시뮬레이션 분석 결과 전체적으로 개선된 온실에서의 평균온도 및 온도 균일도 상승, 최대편차 감소 등 내부 환경의 균일성이 향상됨을 확인하였다. 선행연구로 개발 된 모델은 형상 변경, 열 교환 장치 위치 변경 등에 따라 변화하는 온실 내부 환경을 예측할 수 있음을 확인하였으며, 온실 설계, 온실 내 난방시스템 설계 등의 분야에 적용 가능할 것으로 판단된다.

The cooling process in the injection molding requires the longest time. Therefore, a lot of studies have been conducted to reduce the cooling time. In particular, studies on conformal cooling channels using 3D printing are actively being conducted. In this study, the effect of the conformal cooling channel considering the hood shape instead of the conventional linear cooling channel was investigated by injection molding analysis. In the analysis results, when the conformal cooling channel was applied, the length deformation of the molded product was reduced by about 33% and the circular deformation of the hood assembled on the lens was reduced by about 7.1㎛.

As film products are increasingly used in a wide range of areas, from producing traditional flexible packaging to high-tech electronic products, a higher level of quality is demanded. Most film products are made in the form of rolled finished goods, therefore, various quality issues related to their shape characteristics must be addressed. The thickness of the film products is one of the most common and important critical-to-quality attributes (CTQs). Particularly, the degree of thickness uniformity is more important than other thickness parameters, because it will be potential causes of many secondary thickness-related quality problems, such as wrinkles or faulty windings. To control the degree of thickness uniformity, the fixed bending region is oneof the most important CTQs to manage. Fixed bending regions are special points in the transverse direction of a rolled product with consistent minute variations of the thickness gap. This paper describes the measurement and analysis of thickness uniformity data, which were performed in a real manufacturing field of biaxial oriented polypropylene (BOPP) film. In previous researches, quality function deployment (QFD) or fault tree analysis were used to find the most critical process attributes out to controlthe CTQ of thickness uniformity. Whereas, this paper uses traditional control charts to find the most critical process attributes out in this problem. In addition, the selection of one of the major critical process attributes (CTPs) that is expected to affect the CTQ of thickness uniformity is also described. The selected critical-to-process attributes are the controlled temperatures along the transverse direction. A dramatic improvement in thickness uniformity was observed when the selected CTPs were controlled.

As film products are more frequently used from producing traditional flexible packing products to high-tech electronic products, requested higher level of quality. Most film products are made in the shape of roll-type finished goods, so various quality problems are addressed related with their characteristics of shape. Thickness of film products is one of the most common and important quality problems. Particularly the Degree of thick smoothness is more important than other thickness issues, because it causes many secondary issues of thickness-related quality problems like wrinkles or faulty windings. Thick smoothness must be controlled in both horizontal and vertical direction. In this paper, HOQ (house of quality) was built to interpret VOC (voice of customers) to CTQs (critical to quality). To decide priorities of VOC and CTQs, both techniques are applied. One is AHP (analytic hierarchy process) with pairwise comparison. The other is an absolute weight calculation method with level-up rate. From the result of HOQ, it is certain that the thick smoothness is the most important CTQ in film manufacturing industry. Finally, this paper presents how to monitor and improve repetitive coincidence of microscopic deviation of thickness in some special vertical points.

For fabricating silicon solar cells with high conversion efficiency, texturing is one of the most effective techniques to increase short circuit current by enhancing light trapping. In this study, four different types of textures, large V-groove, large U-groove, small V-groove, and small U-groove, were prepared by a wet etching process. Silicon substrates with V-grooves were fabricated by an anisotropic etching process using a KOH solution mixed with isopropyl alcohol (IPA), and the size of the V-grooves was controlled by varying the concentration of IPA. The isotropic etching process following anisotropic etching resulted in U-grooves and the isotropic etching time was determined to obtain U-grooves with an opening angle of approximately 60˚. The results indicated that U-grooves had a larger diffuse reflectance than V-grooves and the reflectances of small grooves was slightly higher than those of large grooves depending on the size of the grooves. Then amorphous Si:H thin film solar cells were fabricated on textured substrates to investigate the light trapping effect of textures with different shapes and sizes. Among the textures fabricated in this work, the solar cells on the substrate with small U-grooves had the largest short circuit current, 19.20 mA/cm2. External quantum efficiency data also demonstrated that the small, U-shape textures are more effective for light trapping than large, V-shape textures.

Welded Unreinforced Flange-Welded Web (WUF-W) connection is one of Special Moment Frame (SMF) specified in ANSI/AISC-358. From the experimental test of WUF-W connection specimens conducted by the previous study, fracture occurred in the beam flange before achieving total inter-story drift angle of 0.04radian required for Special Moment Frames (SMF) system even though the specimens satisfied the design and detailing requirement specified in ANSI/AISC-358. These results are estimated as problem of the access hole geometry. In this study, a full-scale WUF-W connection specimen was made with a modified access hole geometry, and tested with the same test setting and loading as the previous test. From test results, the deformation capacity of the tested WUF-W connection specimen exceeded 4%, which is required for connections in SMF system. Comparing with the WUF-W specimens of the previous study, the strain demand of the beam flange in the tested specimen was decreased and energy dissipation capacity of the specimen was improved.

표면 플라즈몬 공명을 이용한 센서는 굴절계 기기의 일종으로서 높은 감도를 가질 뿐만 아니라 비표지 방식이라는 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 재래식 SPR 칩을 이용하여 시판 술 4종의 알코올 함량을 측정하였다. 또한, 재래식 SPR 칩의 감도를 개선하기 위하여 금 박막 위에 금으로 나노형상을 구축하여 나노형상 SPR 칩을 제조하여 모형 술에 대한 감도 개선 효과를 분석하였다. 재래식 SPR 칩을 이용하여 시판 술의 알코올 함량을 측정하기 위한 검량선을 개발하였을 때 시료를 전처리 하지 않고 그대로 측정하였을 때 가장 좋은 검량선을 얻을 수 있었다. 소주, 청주, 이과두주, 탁주 등 시판 술 4종에 대한 1차 회귀식의 검량식에서 결정계수는 각각 0.992, 0.933, 0.918, 그리고 0.984로 나타났다. 한편, 재래식 SPR 칩의 감도를 개선하기 위해 나노형상 SPR 칩을 제조하기 위하여 Langmuir-Blodgett(LB) 방법을 활용하였다. 본 연구에서는 수십 nm 두께의 금 박막을 바닥층으로 하여 그 위에 나노 크기의 실리카 입자를 단분자 층으로 덮어 형틀을 제조하고 다시 그 위에 금을 증착한 후 실리카 입자를 제거하는 방법으로 나노형상을 갖는 SPR 칩을 제조하였다. 나노형상 SPR 칩의 성능을 평가하였을 때 20% 알코올 함량을 가지는 모형 술에 대해서 바닥층의 두께가 50 nm, 나노형상에서 골의 깊이가 20 nm, 나노형상의 배열주기가 300 nm일 때 SPR의 감도가 가장 좋아서 95%의 감도 향상을 얻을 수 있었다. SPR의 감도는 칩과 관련된 인자, 시료의 종류 및 상태에 따라 다르게 나타날 수 있으므로 측정 목적에 알맞은 칩의 설계와 선택이 요구된다.

본 연구는 도로안전 시설물의 풍하중에 의한 손상발생 사례를 토대로 현행 도로안전 시설물의 구조적 휨 성능을 평가하고 이에 대한 부재별 휨 성능개선을 위한 연구이다. 본 연구의 대상구조물로는 대표적인 도로안전시설물이며 풍하중에 대한 선행 피해사례가 밝혀진 방음벽 지주프레임을 대상으로 고려하였으며 이들 지주프레임의 휨 구조성능 및 형상설계에 대한 평가를 우선적으로 수행하였다. 본 연구평가 결과에서 나타난 현행 보강재의 구조적 성능을 토대로 중량 대비 구조적 강성이 우수한 유리섬유 강화플라스틱 (GFRP)을 활용하여 다양한 보강 형태에 따른 성능개선방법을 해석 및 실험적 연구를 통하여 수행하였다. 그 결과 효율적 성능개선을 위한 GFRP 적용방법의 경우 구조적, 시공적 측면에서 효율적인 것으로 평가되었고 자체적인 형상단면 최적설계를 통한 개선방법도 성능보강에 효과적인 것으로 해석적으로 평가되었다. 본 연구에서 적용된 GFRP 단면보강 및 최적형상설계 연구는 향후 노후 도로안전 시설물의 풍하중 또는 태풍으로 인한 피해예방을 위한 기초자료로서 효율적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

최적설계기법을 사용한 경제적인 설계의 필요성은 오래 전부터 요구되어 왔으나, 종전의 설계가 설계자의 경험에 의한 시행착오적인 반복설계를 통하여 이루어져 왔기 때문에 구조물의 형상이 복잡한 경우에는 계산상의 어려움과 반복계산을 되풀이해야 하는 번거로움으로 진정한 최적설계는 기대하기 어려웠다. 최적설계법이 구조물의 설계에 매우 유용하다는 사실이 증명되고 있긴 하지만, 아직도 최적설계의 의미를 제대로 이해하지 못하고 있는 실정이며, 더구나 설계실무자는 어디까지나 사용자이기 때문에 수리적 계획수법에 친숙할 필요까지는 없지만 최소한 이런 기법의 가능성과 중요성을 이해할 필요는 있는데 대부분 그러하지 못하고 있는 실정이다. 일반적으로 트러스 구조물 설계 시 주어진 부재의 응력에 따라 단면적을 산출하여 그 단면적에 역학적으로 가장 합리적인 단면을 선정하여 경제적인 설계단면을 구한다. 그러나 트러스의 형상, 트러스 높이에 따른 경제성의 문제는 보통 설계자의 경험과 직관에 의하여 결정되고, 특별한 검토가 이루어지지 않고 설계가 수행되는데, 실제 트러스 구조물에서 트러스의 형상과 높이가 전체 건설공사비에 크게 영향을 미친다. 그러므로, 트러스 구조물의 최적설계에서 트러스 형상, 라이즈 비(rise ratio : 높이/스팬) 및 격간 수(number of panel)를 고려하는 것이 필요하다. 트러스 형상과 스팬에 따른 최적형상과 최적높이 및 격간 수에 대해 설계자의 초기 구조계획 시 주관적 선택의 어려움을 해결하고, 실제의 지붕형 트러스 구조에 설계하중을 작용시켜 응력해석에서부터 부재 단면설계까지의 자동화된 최적설계 알고리즘을 개발할 필요가 있다. 따라서 본 연구는 플랫 트러스의 형상, 격간 수, 격간의 간격 및 부재단면 등에 대하여 이산적인 변수의 처리와 넓은 설계 공간의 탐색능력과 더불어 문제의 비선형성과 관계없이 전체 최적해를 찾아낼 수 있는 유전자 알고리즘을 이용한다. 또한, 강 구조 한계상태설계기준(대한건축학회, 1998)을 기준으로 하여 자동으로 플랫 트러스의 구조계획과 단면이산화 최적설계를 동시에 수행할 수 있는 최적화 알고리즘을 제시하는 것을 목적으로 한다.

본 논문은 교량 구조물의 손상위치 및 손상정도를 평가하기 위해 제한된 모드형상을 사용한 손상지수 방법에 기초한 실용적이며 개선된 손상평가 알고리즘을 제안한다. 손상평가 알고리즘에서 손상전 후의 구조물로부터 획득한 모드 벡터의 민감도 비에 근거한 손상지수를 사용하여 손상위치의 파악 및 손상정도를 평가한다. 그러나 모드형상의 진폭이 거의 영의 값을 가지는 요소에 손상이 존재하면 모드벡터 민감도 비는 무한대의 값을 가지게 되며, 이는 손상평가를 불가능하게 한다. 따라서 본 논문에서는 구조물의 모드형상과 비례하는 민감도 필터를 도입한 개선된 기법을 적용함으로써, 이러한 문제점을 극복하였으며 또한 기존의 방법보다 손상위치와 손상정도 평가에 있어 상당한 정확도의 향상을 구현하였다. 제안된 알고리즘을 검증하기 위해 단순보와 2경간 연속보에 대해 손상평가를 수행하였으며, 기존의 방법에 의한 결과와 비교하였다.