• 한국태양에너지학회 논문집
• /
• 제40권4호
• /
• pp.23-33
• /
• 2020

The loss in photovoltaic power due to hailstorms has been highlighted as a major issue in the sustained growth of the PV power plant industry. This study investigates the safety of a solar module by conducting a numerical analysis of a hail test according to the IEC 61215 standard. Our study aims to elucidate the detailed behavior between the ice and solar modules and the micro-cracks forming on solar modules during hailstorms. To analyze the impact of hail, we used the ANSYS AUTODYN software to evaluate the impact characteristics on a solar module with different front glass thicknesses. The simulations show that a solar module with a glass thickness of 4.0 mm results in excellent durability against hail. The results indicate the feasibility of using simulations to analyze and predict micro-cracks on solar modules tailored to various conditions, which can be used to develop new solar modules.

• Computers and Concrete
• /
• 제32권2호
• /
• pp.173-184
• /
• 2023

In this study, mechanical, flexural post-cracking, and torsional behaviors of recycled steel fiber-reinforced concrete (RSFRC) incorporating steel fibers obtained from recycling of waste tires were investigated. Initially, three concrete mixes with different fiber contents (0, 40, and 80 kg/m³) were designed and tested in fresh and hardened states. Subsequently, the flexural post-cracking behaviors of RSFRCs were assessed by conducting three-point bending tests on notched beams. It was observed that recycled steel fibers improve the post-cracking flexural behavior in terms of energy absorption, ductility, and residual flexural strength. What's more, torsional behaviors of four RSFRC concrete beams with varying reinforcement configurations were investigated. The results indicated that RSFRCs exhibited an improved post-elastic torsional behaviors, both in terms of the torsional capacity and ductility of the beams. Additionally, numerical analyses were performed to capture the behaviors of RSFRCs in flexure and torsion. At first, inverse analyses were carried out on the results of the three-point bending tests to determine the tensile functions of RSFRC specimens. Additionally, the applicability of the obtained RSFRC tensile functions was verified by comparing the results of the conducted experiments to their numerical counterparts. Finally, it is noteworthy that, despite the scatter (i.e., non-uniqueness) in the aspect ratio of recycled steel fiber (as opposed to industrial steel fiber), their inclusion contributed to the improvement of post-cracking flexural and torsional capacities.

• Structural Monitoring and Maintenance
• /
• 제10권2호
• /
• pp.133-154
• /
• 2023

Obscured structural members are mostly under-evaluated during condition assessment due to lack of visual inspection capability. Insufficient information about the integrity of these structural members poses a significant risk for public safety. Time domain reflectometry (TDR) is a novel approach in structural health monitoring (SHM). Ordinary coaxial cables "as is" without a major modification are not suitable for SHM with TDR. The objective of this study is to propose a practical and cost-effective modification approach to commercially available coaxial cables in order to use them as a "cable sensor" for damage detection with the TDR equipment for obscured structural members. The experimental validation and assessment of the proposed modification approach was achieved by conducting 3-point bending tests of the model piles as a representative obscured structural member. It can be noted that the RG59/U-6 and RG6/U-4 cable sensors expose higher strain sensitivity in comparison with non-modified "as is" versions of the cables used. As a result, the cable sensors have the capability of sensing both the presence and the location of a structural damage with a maximum aberration of 3 cm. Furthermore, the crack development can be monitored by the RG59/U-6 cable sensor with a simple calibration.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제20권2호
• /
• pp.157-164
• /
• 2008

종래의 수화열 저감 공법에서 문제가 되었던 시공성, 공기, 공사비 등의 효율성을 높이기 위해 새로운 공법을 개발하였다. 개발된 공법의 원리는 히트파이프라는 열전달 매체를 콘크리트에 매입하고, 이 히트파이프의 빠른 열전달을 통해 매스콘크리트 내부에서 발생된 수화열을 콘크리트 외부로 발산시켜 내부 수화열을 저감시키는 공법이다. 현장 실험을 통한 연구 결과를 요약하면, 기존의 수화열저감공법 적용 시 최고온도 도달시간이 2$\sim$4일 정도 소요되지만, 본 연구의 히트파이프를 사용할 경우 24시간 이내로 단축시키는 효과를 얻을 수 있었다. 또한 본 연구에서 개발된 히트파이프를 사용하는 공법으로 온도균열지수를 산정해 본 결과 균열발생을 제한할 수 있는 수준인 1.2 이상으로 나타났다. 따라서 본 연구에서 개발된 히트파이프를 이용한 수화열 제어공법을 적용할 경우 시공성 및 공기단축뿐만 아니라 경제성도 뛰어날 것으로 기대된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
• /
• pp.785-788
• /
• 2008

선박의 안전성을 유지하기 위하여 사용하는 밸러스트는 그 용적에 의해 적재 능력이 감소되는 문제점을 가지고 있다. 이를 해결하기 위해 선박의 밸러스트에 고중량 콘크리트를 적용하여 연구를 진행하였다. 고중량 콘크리트 제조에는 자철광, 갈철광 등 밀도가 큰 골재를 사용하는 것이 일반적이나 이러한 골재는 수급이 어렵고 고가인 단점을 가지고 있다. 이에 본 연구에서는 고중량이며 수급이 용이한 폐분철을 이용하여 고중량 밸러스트 콘크리트의 품질특성 및 주의사항을 검토하여 현장적용 타당성을 검증하고자 하였다. 고중량 밸러스트 콘크리트는 현장 특성상 압축강도의 요구치는 없으나, 밸러스트 탱크의 밀실한 채움을 위해 고유동 및 2700kg/m$^3$이상의 단위용적질량이 요구된다. 예비 실험을 통해 설계된 현장배합의 온도균열지수는 균열을 제한할 수 있는 수준으로 나타났으며, 복합부식실험 결과 염화물에 대한 저항성 측면에서 우수한 성능을 보였다. 이러한 결과로 폐분철을 이용한 고중량 콘크리트를 밸러스트의 제조 및 시공이 가능한 것으로 나타났으며, 적재 능력이 증가함으로 선박운송에 큰 도움이 될 것으로 판단된다.

• 한국주조공학회지
• /
• 제40권3호
• /
• pp.85-96
• /
• 2020

The effect of an aluminum scrap addition ratio on the tensile and solidification cracking properties of the AC4A aluminum alloy in the as-cast state and heat-treated state were investigated in this study. Generally, the expected problem of using scrap in aluminum casting is an increase of hydrogen and Fe element inside the aluminum melt. Another issue is an oxide film which has a weak interface with the molten aluminum and acts as potent nucleation sites for internal porosity and crack initiation. Solidification cracking is one of the critical defects that must be resolved to produce high quality castings. A conventional evaluation method for solidification cracking is a relative and qualitative analysis method which does not provide quantitative data on the thermal stress in the solidification process. Therefore, a newly designed solidification cracking test apparatus was used in this study, and the device can provide quantitative data. As a result, after conducting experiments with different scrap addition ratios (0%, 20%, 35%, 50%), the tensile strengths and elongations in the as-cast state were 214, 187.7, 182.1 and 170.4MPa and 4.6%, 3.4%, 3.1% and 2.3%, respectively. In the case of the T6 heat-treated state, the tensile strengths and elongations were 314.9, 294.6, 293.1 and 271.1MPa and 5.4%, 4.6%, 3.8% and 3.1%, respectively. The strength of the solidification cracking was 3.1, 2.4, 2.2and 1.6MPa as the scrap addition ratio increases.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제40권8호
• /
• pp.693-701
• /
• 2016

본 논문에서는 파괴역학적 방법으로 노치 결함을 평가해 보았다. 인장 하중과 굽힘하중이 작용하는 중앙 균열, 모서리 균열 평판 구조물을 바탕으로 노치 크기를 달리하며 한계하중 및 에너지해방률을 유한요소 해석의 J-적분으로 도출하였다. 노치의 반경이 커짐에 따라 한계하중은 큰 변화가 없었으며, 에너지해방률는 커지는 양상을 보였다. 노치 반경에 따른 재료 파괴인성($J_{IC}$)측정을 위해 실험을 대신한 유한요소 연성파손 모사기법을 사용하였다. 그 결과 노치 크기 증가에 따른 에너지해방률 증가량 대비 파괴인성($J_{IC}$) 증가량이 더욱 큰 양상을 보였다. 이런 결과를 통해 노치 반경이 커질수록 균열 진전에 대한 저항성이 커진다는 사실을 알 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제19권1호
• /
• pp.53-61
• /
• 2015

이 연구에서는 층간소음을 억제하기 위하여 사용되는 뜬바닥구조의 구조거동을 실험을 통하여 평가하였다. 최근 층간소음을 억제하기 위하여 연질의 완충재가 사용되며, 이로 인하여 마감모르타르나 기포콘크리트에 균열이 발생할 가능성이 높아지고 있다. 이 연구에서는 완충재의 강성, 하중가력 위치, 바닥 구성층을 변수로 하는 16개의 2방향 뜬바닥구조를 실험하였다. 실험에 의하면 완충재의 강성은 뜬바닥구조의 균열강도에 큰 영향을 미치며 완충재의 할선계수가 0.2MPa인 경우에 낮은 강도에서 균열이 발생하였다. 또한 슬래브의 단부나 모서리에 하중이 가력될 경우에 균열강도가 감소하였다. 뜬바닥구조를 이루고 있는 마감모르타르는 균열강도에 영향을 주었지만 기포콘크리트는 균열강도에 영향을 주지 않았다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.299-299
• /
• 2013

Indium Tin Oxide (ITO) has widely been used as a transparent conductive oxide (TCE) for photovoltaic devices. Lately, flexibility of ITO becomes an issue as demand of flexible device increases. Several scientists have tried to substitute ITO to different materials such as conductive polymer, graphene, CNT, and metal nanowire because of ITO brittleness. Among the substitute materials, PEDOT:PSS has mostly paid attention because PEDOT:PSS has excellent flexibility and good conductivity. The conductivity of PEDOT:PSS increases up to 1000 S/cm with additives such as DMSO, EG, sorbitol, and so on. In our research group, we introduce a conductive polymer PEDOT:PSS as a buffer layer to improve not only flexibility but also conductivity. As PEDOT:PSS layer forms beneath ITO thin film (20 nm), sheet resistance decreases from $230{\Omega}$/${\Box}$ to $85{\Omega}$/${\Box}$ and crack initiation decreases from 4.5 mm to 3.5 mm as well. We have fabricated organic photovoltaic device and power conversion efficiencies using conventional ITO electrode and ITO/PEDOT:PSS hybrid electrode. The photovoltaic property such as power conversion efficiency for ITO/PEDOT:PSS hybrid electrode is comparable to the value obtained using conventional ITO electrode on glass substrate.

• 터널과지하공간
• /
• 제27권3호
• /
• pp.121-131
• /
• 2017

본 연구에서는 암석과 콘크리트의 정적 및 동적 장기강도시험을 통해 이들 재료의 시간 의존적 거동에 대해 연구했으며, 특히 장기강도시험 중 발생한 미소파괴음 신호를 분석하여 장기 안정성 평가에 활용하고자 하였다. 정적 장기강도시험의 경우 임계하 균열성장시험을 활용하여 Mode I과 Mode II에 대한 장기거동과 미소파괴음 발생특성을 분석하였으며, 동적 장기강도시험의 경우, 반복재하 4점 굴곡시험을 통한 장기강도의 한계와 미소파괴음 발생특성을 분석하였다. 미소파괴음 분석결과, 미소파괴음 히트 누적곡선 대 시간에 따른 곡선은 1차, 2차, 3차 구간이 있는 크립곡선의 모양과 유사한 모양을 보였다. 선형구간에 해당하는 미소파괴음 히트 누적곡선의 2차 구간의 기울기와 지연파괴시간과의 로그-로그 관계로부터 암석과 콘크리트의 정적 및 동적 장기 안정성을 평가하는 방안에 대한 가능성을 제시하였다.