선박용 프로펠러는 선박 추진 성능과 연비에 직접적인 영향을 미치는 핵심 부품으로, 제작 과정에서 높은 정밀도가 요구된다. 사형주조는 복잡한 형상의 금속 부품 제작에 널리 사용되는 공정이지만, 주조 과정에서 발생하는 열적 팽창과 냉각 수축은 최종 치수 오 차와 가공 비용 증가를 초래하는 주요 원인이다. 본 연구에서는 사형주조 과정에서 발생하는 열팽창 및 수축 현상을 정밀하게 예측하고, 이를 고려한 최적의 치수 여유 설정을 통해 연마 작업을 최소화하는 설계 방안을 제안하였다. 알루미늄 청동 합금(ALBC3)을 사용한 프로 펠러를 대상으로 열팽창 공식과 유한요소해석(FEM)을 적용하여 블레이드, 허브, 전체 지름 등 각 부위별 변형을 정량적으로 분석하였다. 분석 결과, 블레이드 너비와 두께는 약 1.9%, 허브 직경은 1.5%, 전체 지름은 2.0%의 여유를 두는 것이 적절한 것으로 나타났다. 이러한 최 적 치수 여유를 적용한 결과, 최대 23kg의 재료 절감, 30만 원 이상의 제작 비용 절감, 작업 시간 50~60% 단축 등의 정량적 개선 효과가 확인되었다. 최적 설계를 적용함으로써 추가 연마 작업과 재료 손실을 줄일 수 있으며, 이에 따른 비용 절감 효과도 기대된다. 본 연구 결 과는 선박용 프로펠러 제작 과정의 품질 향상과 생산성 제고에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

일체식 교대 교량 공법은 1930년대부터 미국과 캐나다에서 적용되었으나, 국내에서는 공용 기간이 짧아 설계, 시공 및 유지관리 경 험이 부족하다. 또한, 장기 거동에 대한 추적 데이터가 부족해 설계 시 예측한 구조 거동의 안정성 검증이 필요하다. 본 연구는 국내 공 용 중인 일체식 교대 교량을 대상으로 장기 계측을 수행하고, 선행 연구에서 제안된 수치 해석 모델을 적용해 구조 안정성과 모델의 적용성을 검증하였다. 계절적 온도 변화에 따른 변위 값의 크기와 변화 형상을 정성적으로 평가하고, 실측과 수치 해석 변위 값을 t 검 정으로 비교해 정량적 검증을 수행하였다. 분석 결과, 대상 교량들은 예측 값과 실측 값이 큰 오차 없이 안정적인 구조 거동을 보였다. 일부 교량에서는 교대 밀림으로 인한 신축 이음 축소와 교대 벽체 및 거더부 협착이 관찰되었다. 모델링 정확도를 높이기 위해 지반- 교대 스프링 강성과 교좌 전단 강성을 설계 값보다 높게 반영하는 것이 필요하다.

During the reign of King Sejong in the Joseon Dynasty (1433-1438), the Daegyupyo (large gnomon) was produced. The Daegyupyo, with a crossbar (horizontal bar), was used to observe the length of the gnomon’s shadow cast by the sun passing at the meridian. The shadow of this crossbar can be obtained using a measurable device called the Yeongbu (shadow definer). These Daegyupyo and Yeongbu are described in detail in the “Treatise on Astronomy” of Yuan History or “Celestial Spheres and Globes” of Jega-Yeoksang-Jjp (Collected Discourses on the Astronomy and Calendrical Science of the Chinese Masters). According to Jega-Yeoksang-Jjp, the Yeongbu had a structure similar to a door attached to its frame. A pinhole is located in the center of a copper leaf corresponding to the door of the Yeongbu. The image of the sun’s meridian transit and the shadow of the crossbar through the pinhole are projected onto the surface of the Daegyupyo’s ruler stone. Unlike the width and length of the Yeongbu, the height of the Yeongbu is not recorded. This research analyzed the height of the Yeongbu required to maintain the constant distance from the pinhole to the ruler stone surface. Based on these assumptions, it was estimated that 8 to 13 Yeongbu of different heights would be needed for observations using the Daegyupyo in Seoul. To accommodate the need for Yeongbu of various heights, this study proposed a model for a stackable Yeongbu with an adjustable height.

Truss structures, widely used in engineering, consist of straight members transferring axial forces. Traditional analysis methods like FEM and the Force Method become computationally expensive for large-scale and nonlinear problems. Surrogate models using Artificial Neural Networks (ANNs), particularly Physics-Informed Neural Networks (PINNs), offer alternatives but require extensive training data and computational resources. Variational Quantum Algorithms (VQAs) address these challenges by leveraging quantum circuits for optimization with fewer parameters. Variational Quantum Circuits (VQCs) based on Quantum Neural Networks (QNNs) utilize quantum entanglement and superposition to approximate high-dimensional data efficiently, making them suitable for computationally intensive tasks like surrogate modeling in structural analysis. This study applies QNNs to truss analysis using 6-bar and 10-bar planar trusses, assessing their feasibility. Results indicate that residual-based loss functions enable QNNs to make reliable predictions, with increased layers improving accuracy and a higher Q-bit count contributing to performance, albeit marginally.

이 연구는 다목적 선박(MPV)의 공기역학적 구조물 설계, 분석 및 향상을 통해 그린 워터 압력에 의한 구조적 안전을 보장하고, 탈탄소화 및 에너지 효율성에 이바지하는 방법을 기술하였다. 유한 요소 분석(FEA)을 통한 초기 평가에서 좌굴 발생에 대한 잠재적인 취약점 이 있음을 확인하였다. 이러한 문제를 해결하기 위해 보강재(Carling stiffener)와 두께 증가를 통하여 응력을 재분배하고 국부적인 좌굴 발생의 위험을 최소화하였다. 보강 후 분석 결과, 한국선급(KR)의 안전 기준인 항복 강도, 미국 선급(ABS) 좌굴 강도 및 노르웨이 표준(NORSOK) 변 위 기준을 모두 충족하는 것이 확인되었다. 결과적으로 고유치 좌굴 해석 결과가 안전 기준을 초과하고 최대 변위가 허용 한계 내에 있는 등 중요한 개선이 이루어졌다. 이러한 개선은 극한의 해양 조건에서 운영 신뢰성을 보장할 수 있다. 이 연구는 공기역학적 항력 감소와 구조적 안전성의 이중적인 이점을 강조하며, 국제 해사 기구(IMO)의 2050 탈탄소화 목표에 부합하는 연료 효율성 및 온실가스 배출 감소에 이바지할 수 있다. 연구 결과는 다양한 선박 유형에 걸쳐 항력 감소 기술을 확장하기 위한 기초 자료를 제공하며, 지속 가능하고 탄력적인 해양 운영을 위한 대안을 제시하였다. 향후 연구는 구조적 안전 평가를 가속할 수 있는 단순화된 모델링 기술 개발에 집중할 것이다.

The rotary type dust remover is a device in which the rake assembly filters and processes clumps in the water while rotating and repeating movements along the track. It is installed in the pump suction part of the drainage pump station and the rainwater pump station to protect the pump to ensure smooth drainage. Since the rake assembly plays a key role in filtering out complications while passing through the water, stainless steel is applied to all components constituting it, and damage or failure due to deformation causes a crisis in case of heavy rain. This is because the existing rake assembly is excellent in rigidity, but all components are assembled by welding, which takes a lot of time for repair and replacement. In this study, shape design for rakes and assemblies of the rotary type dust remover, structural analysis to secure reliability, and demonstration tests were conducted through prototype production. Through this, it is intended to help prevent the stiffness of the joint of the rotary type dust remover from deteriorating, reduce time and cost, and efficient operation.

In this paper, the design feasibility of the high-temperature rotation test jig for the operating state of gas turbine blades was confirmed through thermal structural analysis and modal analysis. The structural analysis model was composed of assembled blade, disc, cover, and shaft. Here, the disc was designed to be assembled with two types of blade. First, thermal analysis was performed by applying the blade surface temperature of 800°C. Next, structural analysis was performed at 3600 RPM, the normal operating condition, and 4320 RPM, the overspeed operation condition. Lastly, modal analysis was performed to examine the natural frequency and deformation of the jig. The FE analysis showed that the temperature decreased from the blade to disc dovetail. Additionally, both the blade and disc showed structural stability as the maximum stress was below the yield strength. Also, the first natural frequency was 636.35Hz and 639.43Hz at 3600RPM and 4320RPM, respectively, satisfying gas turbine design standards and guidelines. Ultimately, the designed test jig was confirmed to be capable of high temperature and rotation testing of various blades.

The green supply chain has become a central concern for global businesses, particularly in maritime industries, where sustainable development is pursued as both an economic growth strategy and a means of environmental preservation. This study seeks to identify the key challenges to implementing green supply chain in Vietnam. The Analytical Hierarchy Process (AHP) is employed to assess the significance of various factors, while Fuzzy Structural Modeling (FSM) is used to explore their interrelationships. Five major factors - economic, technological, organizational, governmental, and social - are identified as critical to the implementation of green supply chain. The study highlights that the organizational factor is the most crucial, with customer pressure, particularly regarding environmental standards from export countries, being the most influential sub-factor. The findings provide important insights for developing government policies, offering support to businesses, and guiding investment decisions in green supply chain.

This study investigates the structural stability of a telescopic arm designed for a painting robot through finite element analysis (FEA). As factory automation progresses, robots are increasingly used to replace hazardous tasks like painting. However, the heavy weight of telescopic arms poses significant control challenges. This research specifically examines the structural stability of a 7.4-meter telescopic arm, designed for use in a 14m x 14m large-scale block painting environment. The telescopic arm consists of six steel links, each ranging from 700 mm to 1500 mm, and supports a 50 kg painting robot mounted at the end of Link 6. Using Dassault System’s Abaqus2022 software, simulations were performed in both stretched and rotated modes to analyze self-weight effects and structural stability. The results revealed maximum deflection of 92.3 mm in stretched mode and 127.3 mm in rotated mode, with the highest stress concentration of 416.8 MPa occurring at the Link 3 and Link 4 connection. To improve stability, additional reinforcement materials and an increase in connector thickness from 40 mm to 80 mm were applied, successfully reducing maximum stress to 94.3 MPa. These findings suggest an effective enhancement in the stability of the telescopic arm under various operational modes.

In order to revitalize the marine leisure industry, researches on various leisure vessels have been widely conducted in Korea. In particular, in the field of leisure sports, researches and developments for improving the performance of high-speed motorboats are actively progressing. For reducing the weight of motorboats various composite materials are applied to the hull, and these composite materials must ensure structural safety. In this study, the material properties of composite materials applied to tunnel-type motorboats, used in the OSY(Outboard Stock Yamato)-400 race, were evaluated and the structural analysis was performed to examine the safety of the motorboat hull. Material tests were conducted according to Korean Industrial Standard and structural analysis of finite elements model of the motorboat hull was performed under longitudinal bending and torsional load conditions, respectively. By comparing the analysis results with the material test results, it was confirmed that the applied composite material meets the required strength.

This study was conducted to investigate the proper design of alpha board used to support concrete blocks under high loads. A board height of 50 mm was appropriate to ensure a deflection of 3 mm or less under a load of 5 tons. The trapezoidal shape of the vibration absorbers in the interior of the board reduced the maximum deflection by evenly distributing the deflection across the board width. The height of the board is the most important variable in preventing deflection, and for the same board height, adjusting the thickness of the top and bottom plates was more effective in reducing the amount of deflection than adjusting the thickness of the stiffener. The theoretical solution is a good tool for easily predicting the deflection of the board, as it shows a difference of 5 to 15% from the simulation results. However, as a 2D prediction model, the theoretical solution cannot represent the distribution of deflection over the entire board area, so the 3D simulations are necessary in predicting the amount of deflection over the entire board.

The recent surge in energy consumption has sharply increased the use of fossil fuels, leading to a steep rise in the concentration of greenhouse gases in the atmosphere. Interest in hydrogen is growing to mitigate the issue of global warming. Currently, hydrogen energy is transported in the form of high-pressure gaseous hydrogen, which has the disadvantages of low safety and energy efficiency. To develop commercial hydrogen vehicles, liquid hydrogen should be utilized. Liquid hydrogen storage tanks have supports between the inner and outer cylinders to bear the weight of the cylinders and the liquid hydrogen. However, research on the design to improve the structural safety of these supports is still insufficient. In this study, through a thermal-structural coupled analysis of liquid hydrogen storage tanks, the model with three supports, which had the lowest maximum effective stress in the outer tank, inner tank, and supports as proposed in the author's previous research, was used to create analysis models based on the diameter of the supports. A structurally safe design for the supports was proposed.

본 연구에서는 청소년의 정신건강 관리에 필요한 정보제공을 목적으로 한국교육종단연구의 8차 조사 데이터의 고등학교 3학년 학생 5,817명 을 대상으로 청소년의 사회적 관계, 자아개념, 정신건강 간 관계를 분 석하였다. 연구문제 해결을 위해 구조방정식모형 분석을 수행하였으며, 통계분석은 SPSS와 AMOS 25.0을 사용하였다. 분석 결과, 첫째, 청소 년의 교우관계 (β =.49, p <.05), 부모지원 (β =.251, p <.05), 교사와의 관 계 (β =.194, p <.05) 순으로 자아개념에 유의한 정적영향을 미치는 것으 로 나타나, 청소년기의 발달과업인 또래 관계 형성의 중요성을 나타내주 었다. 둘째, 청소년의 긍정적인 자아개념은 정신건강에 정적영향 (β =.677, p <.05)을 미치는 것으로 나타났다. 셋째, 교사와의 관계(β =.034, p <.05)를 제외한 부모지원 (β = -.02, p >.05)과 교우관계 (β = -.02, p >.05)는 정신건강에 직접적인 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 그 러나, 자아개념을 매개로 한 간접효과를 분석한 결과에서는 3개 변인 모 두 정신건강에 유의한 정적영향을 미치는 것으로 나타났다. 이러한 결과 는 청소년의 정신건강을 위해 긍정적 자아개념 형성이 중요하며, 긍정적 자아개념 형성을 위해서는 친구, 부모, 교사와의 긍정적 관계 맺기를 위 한 지원과 노력이 필요함을 시사한다.

본 논문에서는 초기 압축 성형 공정 조건들이 단섬유 강화 복합소재 구조물의 기계적 거동 특성에 미치는 영향을 효과적으로 반영 할 수 있는 압축 성형-구조 연계 해석 방안을 제안하였다. 압축 성형 해석을 바탕으로 초기 charge의 형상 및 배치에 따른 부위별 단섬 유 배향 특성을 분석하였으며, 평균장 균질화 이론을 통해 단섬유 배향 특성에 따른 등가 이방 물성을 도출하였다. 나아가, 단섬유 배 향 정보가 Mapping된 유한요소 모델을 기반으로 초기 공정 조건들에 의해 야기되는 부위별 거동 특성 변화를 고려할 수 있는 압축 성 형-구조 연계 해석을 진행하였다. 관련 수치 예제 검증을 통해 제시된 해석 방안은 압축 성형을 통해 제작된 단섬유 강화 복합소재 구 조물 설계 과정에서 효과적인 솔루션을 제공함을 확인하였다.

본 논문에서는 3D 프린팅 공정을 통해 제작된 단섬유 강화 복합소재 구조물의 기계적 거동을 효과적으로 예측하기 위한 AM 공정 연계 구조 해석 기법을 제안하였다. 복합소재 3D 프린터(Mark Two, Markforged)를 활용하여 다양한 노즐 경로를 갖는 인장 시편을 출력하였으며, 출력물에 대한 인장 시험을 진행하였다. 또한, 노즐 경로에 따른 부위별 이방 물성을 도출하기 위해 실험적 데이터를 기반으로 역공학 기법을 적용하였다. 제안된 AM 공정 연계 구조 해석 방안의 타당성을 검증하기 위해 실험 결과와의 비교/분석을 병 행하였으며, 부위별 이방 물성이 반영된 FE 모델을 바탕으로 AM 공정 연계 구조 해석을 수행함으로써 복합소재 3D 프린팅 출력물의 거동 양상을 정확하게 예측할 수 있음을 확인하였다.