본 연구에서는 반복 하중에 의한 철근 및 GFRP로 보강된 교각 기둥부의 비선형 거동을 수치해석적으로 모사하기 위하여 Parabolic 함수와 Weibull 함수가 적용된 콘크리트 손상 소성모델 및 운동학적 경화모델을 적용하였다. 3차원 유한요소 모델링을 구현하였으며, 고속도로용 교각 기둥부의 실제 설계 제원을 기반으로 GFRP 보강근의 축방향 배근 개수를 변화하였을 때 하중-변위 곡선 및 포락선을 도출하여 각 변수해석 결과를 비교 분석하였다. 본 연구의 수치해석 결과로부터, 교각 기둥부와 같은 압축부재에 기존의 국외기준에서 GFRP 보강근의 압축성능이 무시된 것은 보수적이고 과다한 설계로 판단되며, 본 연구결과는 GFRP 보강근의 압축부 설계에 대한 가이드라인이 될 수 있을 것으로 기대된다.

Background: Lower back pain/injuries are common in caregivers, and physical stresses at the lower back during patient care are considered a primary cause. An instrumented hospital bed my help reduce the physical loads during patient repositioning. Objects: We estimated the physical stresses at the lower back during patient repositioning to assess biomechanical benefits of the instrumented hospital bed. Methods: Fourteen individuals repositioned a patient lying on an instrumented hospital bed. Trials were acquired for three types of repositioning (boosting superiorly, pulling laterally, and rolling from supine to side-lying). Trials were also acquired with two bed heights (10 and 30 cm below the anterior superior iliac spine), and with and without the bed tilting feature. During trials, kinematics of an upper body and hand pulling forces were recorded to determine the compressive and shear forces using static equilibrium equations. Repeated measures ANOVA was used to test if the peak compressive and shear forces were associated with repositioning type (3 levels), bed height (2 levels), and bed feature (2 levels). Results: The peak compressive force ranged from 836 N to 3,954 N, and was associated with type (F = 14.661, p < 0.0005) and height (F = 10.044, p = 0.007), but not with bed feature (F = 0.003, p = 0.955). The peak shear force ranged from 66 to 473 N, and was associated with type (F = 8.021, p < 0.005), height (F = 6.548, p = 0.024), and bed feature (F = 22.978, p < 0.0005). Conclusion: The peak compressive force at the lower back during patient repositioning, draws one’s attention as it is, in some trials, close to or greater than the National Institute for Occupational Safety and Health safety criterion (3,400 N). Furthermore, the physical stress decreases by adjusting bed height, but not by using tilting feature of an instrumented bed.

Microreactors, a type of Small Modular Reactor (SMR) under 20 MWt, are being developed globally for use in remote areas, utilizing fourth-generation nuclear technology for enhanced safety. However, there are no established standards for their commercialization. This study reviews road transport regulations for microreactors and proposes necessary design loads and evaluation criteria for their transport. Transport concepts were identified through a review of overseas developments, with requirements derived for both accident and normal conditions. The study also presents an approach for evaluating transport stability based on land-based nuclear plant regulations, considering load conditions from drops and puncture impacts, as well as random vibrations during road transport. This work aims to support the design of mobile reactor transport systems and contribute to new regulatory and licensing procedures for advanced reactors.

본 연구에서는 중속 충돌하중을 받는 RC 벽체의 배면파쇄 영역을 모사할 수 있는 모델링 기법을 범용 유한요소해석 프로그램인 LS-DYNA을 통해 제안하였다. 충돌해석에 주로 사용되는 요소 삭제 기능이 발사체의 하중 전달에 영향을 미치고 이로 인해 배면파 쇄 영역이 과소평가 된다고 판단하였다. 따라서 충돌 위치 주변에는 요소 삭제 기능을 사용하지 않는 모델링 기법을 제안하였다. 제안 된 기법을 적용한 해석이 실험 결과를 근접하게 모사함에 따라, 제안한 기법이 연속적인 충돌에너지의 전달에 효과적임을 확인하였 다. 추가적으로 다른 충돌 조건에 대해 해당 기법의 적용성 검토를 진행한 결과, 대칭 조건을 사용하지 않고, 철근의 결속을 함께 모사 할 경우 RC 벽체의 파괴 거동을 더욱 근접하게 모사할 수 있음을 확인하였다.

도로건설사업을 추진할 때 소음에 대한 피해가 예상되는 지역에는 소음 저감 방안을 수립하여야 한다. 특히 도심지 내를 통과하는 도로 주변의 주택, 학교, 병원, 도서관 등 조용한 환경을 필요로 하거나 인구밀도가 높은 지역에는 소음 개선 민원에 따라 방음벽의 설치가 계속 증가하고 있으며, 도로 주변 건물의 고층화로 인하여 방음벽의 설치 높이 또한 증가하고 있다. 도로 교통 소음을 저감시 키기 위해서 설치되는 방음벽은 강풍ㆍ강우ㆍ진동에 의하여 변형 또는 파괴되지 않도록 안전한 구조로 하여야 한다. 그 중 풍하중은 교량 설계하중에서 정하는 지역별 설계풍속을 적용하여 설계하거나 방음벽 기초 표준도의 표준풍하중을 적용하고 있으며, 방음벽에 시공되는 방음판은 국가건설기준인 KCS 44 80 05 방음벽과 KS F 4770-1~4에 따른 내하중 등급을 만족하여야 한다. 한편 최근 IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)는 강력한 열대저기압의 비율과 최고 풍속이 전지구적으로 증가할 것으로 전망하고 있다. 따라서 이 연구에서는 방음벽 설치 높이가 높아지는 현장 여건과 기후 여건을 고려하였을 때 현재 적용하고 있는 시 험하중이 적합한지에 대하여 검토하였다. 방음벽 현장 조건을 달리하여 풍하중에 대한 설계하중과 시험하중을 산정하였고, 현행 시험 하중과 비교ㆍ분석하여 개선 필요성 여부를 확인하였다.

최근 콘크리트 타설 중 구조체, 거푸집 및 동바리 사고가 지속적으로 발생하고 있으며, 특히 슬래브 두께가 증가한 비기준층이 존재 하는 다층지지 RC 구조 시스템에서 빈번하게 발생하였다. 선행 연구에서는 동일한 조건에서 일부 슬래브 두께가 증가하는 경우 콘크 리트의 강성과 슬래브 시공 하중의 분포에 대한 분석을 실시하였다. 이 논문에서는 슬래브 두께가 변화하여 비기준층이 존재하는 다 층지지 RC 구조 시스템에서 시공 주기, 동바리 지지 층수의 시공 조건과 두께 증가량, 두께 증가 층수의 설계 조건을 변화시켜 시공 하 중, 시공 손상 변수, 동바리 축력을 분석하였다. 시공 하중과 시공 손상 변수는 두께 증가량과 두께 증가층 수의 영향이 가장 크고, 동바 리 축력은 동바리 지지 층수와 두께 증가층 수가 가장 큰 영향을 미침을 확인하였다.

이 논문에서는 교량받침 교체용 통공앵커의 충전조건과 하중조건에 따른 구조적 안전성을 유한요소해석을 통해 확인하였다. 에폭시의 충전여부와 하중조건을 변수로 두어 통공앵커의 구조적 거동을 확인한 결과 에폭시 완충 시 앵커에 정적수평하중이 균등하게 작용하여 통공앵커가 작용하중에 저항하여 구조물의 국부적인 파괴를 방지 가능하였다.

V-type coupling, which is often applied to wastegate-turbochargers(WGT), is a mechanical fastener. Its radial forces generated from the bolt pretension load colse contact with each other to the axial direction for turbine housing and center housing rotating assembly(CHRA). In addition, the torsional stiffness between two bodies should be sufficiently secured to minimize the linkage angle change from the EWGA to the valve spindle. Therefore, in this study, the torsional stiffnesses according to the effects of positioning pins and friction coefficient, and the bolt pretension loads were calculated for V-coupling turbocharger. As a result, it can be seen that the torsional stiffness of the coupling according to the number of position pins is very small. And, when the friction coefficient and the axial force of the bolt are large, the torsional stiffness is greatly increased, and gradually decreasing when the bolt load of the coupling is about 6,000 N or more.

본 논문에서는 충격파 형태의 폭발 하중을 받는 부재의 소성 범위를 고려한 SDOF 해석의 수정계수를 개발하였다. SDOF 해석의 수 정계수는 MDOF 해석 결과 값을 비교하여 도출하였다. SDOF 해석에 영향을 미치는 매개변수로 부재의 경계조건, 폭발 하중 지속시 간과 고유주기 비를 선정하였다. 수정계수는 탄성 하중-질량 변환 계수를 기준으로 산정하였다. 수정계수 곡선은 상한, 하한 매개변수 경계 사이에 있도록 타원 방정식을 이용하여 도출하였다. 서로 다른 단면과 경계조건을 가지는 예제에 수정계수를 적용한 결과 SDOF 해석의 오차율이 15%에서 3%로 감소하였다. 본 연구의 결과는 수정계수를 적용하여 SDOF 해석의 정확도를 높임에 따라 폭발 해석 에 널리 활용될 수 있다.

국내 최대 간척지인 새만금 방조제 내부에는 간척토지 28,300ha가 조성되어 있으며 이 중 30% 용지를 농업용지로 활용하는 계획이 수립되었다. 농업용지의 토지이용 계획이 당초 수도작 운영계획에서 전작 위주 토지이용 계획으로 변경되면서 논과 밭은 영농 및 용수체계가 다르므로 이에 대한 용수체계 및 유입 부하량 변화에 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 전작화에 따라 새만금 농업용지 특성에 부합하는 작부체계를 고려하여 수도작 대비 오염부하 배출량을 비교·분석하고자 하였다. 새만금 농생명용지 토지이용계획 및 이에 따른 작부·용수체계를 반영하기 위해 농업용지의 특성에 부합하는 합리적인 작부시나리오를 제안하였으며 이를 적용하여 최신 구축된 HSPF 모델링시스템을 적용하여 평가하였다. 주요 결과로는 전작운영 여건을 고려하여 새만금 지역의 기상조건에 적합한 작부체계 시나리오를 고안하여 채소작물, 사료작물, 식량작물로 구성된 이모작 작부체계 를 제안하였다. 또한, 제안된 작부체계를 반영하여 새만금 농생명 용지 전작화에 따른 수도작 대비 오염부하 배출량을 비교한 결과 BOD와 TN 농도는 증가하지만 배출부하량은 감소하고, TP의 경우 농도와 부하량 모두 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 새만금 농생명용지 토지이용 구상에 따른 오염부하량 산정을 통한 새만금호 수질환경문제와 경제성을 고려한 합리적이고 지속가능한 토지이용계획을 수립할 수 있으며, 새만금호 수질보전을 위한 유역관리대책의 정밀한 평가 보완필요성 검토를 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

Power converter devices require a high level of quality because they have a high direct connection with vehicle operation. Therefore, structural bonding was carried out by friction stir welding with excellent mechanical properties. Friction stir welding can cause structural deflection depending on the load of the welding tool, so it is important to control this for high quality flatness. In this study, pre-welding was performed before welding to minimize deflection generated during welding. And deflection reduction data according to the location of pre-welding were analyzed through dynamic analysis. As a result, based on computerized data rather than experimental data an optimized position of pre-welding was secured to minimize the deflection that occurs during friction stir welding. Through this, a process guide that enables high quality structural bonding was presented.

Herein, the existing structural design criteria for highway bridge columns with hollow bars were analyzed. Expanding upon previous research focused on the performance analysis of the columns under compressive loads, load– displacement curves were evaluated and crack analysis was performed under cyclic transverse loads. A three-dimensional nonlinear finite-element structural analysis compared the structural performance of existing steel bars, same-reinforced hollow bars, and reduced hollow bars in detail. Results indicated that with regard to elastic or initial crack behavior, the existing steel bars can be replaced by the other bars. Future research should delve into inelastic behavior and strategies to ensure seismic performance.

The importance of Structural Health Monitoring (SHM) in the industry is increasing due to various loads, such as earthquakes and wind, having a significant impact on the performance of structures and equipment. Estimating responses is crucial for the effective health management of these assets. However, using numerous sensors in facilities and equipment for response estimation causes economic challenges. Additionally, it could require a response from locations where sensors cannot be attached. Digital twin technology has garnered significant attention in the industry to address these challenges. This paper constructs a digital twin system utilizing the Long Short-Term Memory (LSTM) model to estimate responses in a pipe system under simultaneous seismic load and arbitrary loads. The performance of the data-driven digital twin system was verified through a comparative analysis of experimental data, demonstrating that the constructed digital twin system successfully estimated the responses.

Background: Floor sit-to-stand (FSTS) places a higher load on the knees than chair sit-to-stand (CSTS). It is difficult to experimentally measure the maximum knee joint force during sit-to-stand motion. Objectives: This study's objectives were twofold: firstly, to quantify the differences in knee joint force between FSTS and CSTS, and secondly, to identify the angles at which the maximum knee joint force occurs during these motions. Design: Computer simulation study. Method: This study was conducted on 4 adult male subjects in their 20s. The FSTS and CSTS motion trajectories of the subjects were acquired using 3- dimensional motion analysis equipment. Using these, the human body mass model of the program was modified according to the subject, and the knee joint force was calculated. Also, the knee angle at which the maximum knee joint force occurs was found. Results: When the subjects performed the FSTS motion, a knee joint force that was up to about 160% higher than that of the CSTS motion occurred, and the angle at which the maximum knee joint force occurred was different between the sitting sequence(FSTS motion: 56~58 degree, CSTS motion: 78~82 degree) and the standing sequence(FSTS motion: 98~100 degree, CSTS motion: 70~74 degree). Conclusion: By comparing FSTS motion with CSTS motion, it is expected that it can be used as a quantitative guide for the effect of motion similar to FSTS motion on the knee when prescribing exercise for the elderly or patients with knee-related lesions.

최근 발생되는 재난의 추이를 살펴보면 기후변화에 따른 자연재해 발생빈도가 증가하고 있으며, 이에 따른 피해 규모 추세가 대형화로 변화되고 있다. 대규모로 진행되고 있는 도시화와 고도의 산업화로 인해 도시개발 지역의 확대와 중첩 영향으로 대형 자연 재난이 발생하여 도시시설물에 직접적인 손실이 발생하고 있다. 옥외광고물의 무분별한 설치로 도시의 미관훼손은 몰론 강풍으로 인 한 파손 및 추락 등의 사고가 빈번히 발생하는 실정이다. 이러한 피해는 강풍에 취약한 옥외광고물의 내풍설계 기준의 미비가 가장 큰 요인으로 인식되는데 풍하중 반영한 옥외광고물 설치는 전문지식이 필요한 분야로 중소규모의 옥외광고사업자가 대부분인 국내 현실 과는 괴리가 발생하고 있다. 따라서 본 연구에서는 전국에서 이용할 수 있는 풍하중을 안전성 관점에서 산정하였고, 이를 바탕으로 옥 외광고물 설치 고정자재 수 등을 산정할 수 있는 내풍표준 가이드라인을 제시하였다.

In this study, the structural integrity of the composite rocket motor case of a space launch vehicle was evaluated by conducting compression and bending tests. Two composite rocket motor case specimens with different stacking patterns were prepared for each test, and a dedicated jig was designed and manufactured. The test procedure was developed and applied separately for compression and bending tests. By performing these tests, the composite rocket motor case structural safety was assessed.

수소는 다양한 신재생에너지 중 환경친화적인 에너지로 각광받고 있지만 농업에 적용된 사례는 드물다. 본 연구는 수소 연료전지 삼중 열병합 시스템을 온실에 적용하여 에너지를 절 약하고 온실가스를 줄이고자 한다. 이 시스템은 배출된 열을 회수하면서 수소로부터 난방, 냉각 및 전기를 생산할 수 있다. 수소 연료 전지 삼중 열 병합 시스템을 온실에 적용하기 위해 서는 온실의 냉난방 부하 분석이 필요하다. 이를 위해서는 온 실의 형태, 냉난방 시스템, 작물 등을 고려해야 한다. 따라서 본 연구에서는 건물 에너지 시뮬레이션(BES)을 활용하여 냉 난방 부하를 추정하고자 한다. 전주지역의 토마토를 재배하 는 반밀폐형 온실을 대상으로 2012년부터 2021년까지의 기 상데이터를 수집하여 분석했다. 온실 설계도를 참고하여 피 복재와 골조를 모델화하여 작물 에너지와 토양 에너지 교환을 실시했다. 건물 에너지 시뮬레이션의 유효성을 검증하기 위 해 작물의 유무에 의한 분석, 정적 에너지 및 동적 에너지 분석 을 실시했다. 또한 월별 최대 냉난방 부하 분석에 의해 평균 최 대 난방 용량 449,578kJ·h-1, 냉방 용량 431,187kJ·h-1이 산정 되었다.

완공된 건물과 달리 시공 중인 건물은 설계단계와 다른 하중 작용 및 콘크리트 강도 미발현 등 다양한 요인에 의해 설계단계에서 검 토한 하중을 초과하는 하중이 작용하여 건물의 안전성에 문제가 생길 위험이 있다. 또한 시공 중인 건물에 지진이 발생할 경우 더 큰 피해가 발생할 가능성이 있다. 따라서 이 연구는 전형적인 다양한 규모의 5층, 15층, 25층, 60층 예제모델을 작성하고 골조완성도에 따 른 시공단계 모델을 통해 시공 중인 건물의 지진하중의 영향을 분석하였다. 시공 중인 건물의 시공기간은 완공단계 이후의 사용기간 에 비해 매우 짧으므로 설계단계와 동등한 수준의 지진을 적용하는 것은 과도한 하중이 적용될 수 있으므로 시공단계 모델에 재현주 기 50~2,400년의 지진을 적용하여 지진하중을 검토하고 부재단면성능을 분석하였다. 그 결과 설계단계를 초과하는 하중의 여부 및 구조적 안전성 확보가 가능한 수준의 지진재현주기를 검토할 수 있었다. 또한 각 예제모델의 시공기간을 가정하여 시공기간에 따른 지진재현주기를 선정하고 선정한 재현주기의 설계 적절성을 확인하였다.