• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.55-55
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• 2017

본 연구는 파프리카를 자동 수확하기 위한 시스템 개발의 일환으로 수확작업기의 절단장치를 설계하고자 파프리카 과병의 절단특성을 분석하고자 하였다. 파프리카 과병의 절단특성을 분석하기 위하여 사용한 파프리카는 경기도 평택시에서 재배된 파프리카를 사용하였다. 적색 품종인 Nagano RZ와 황색 품종인 Helsinki, 주황색 품종인 Boogie를 사용하였다. 파프리카 과병의 절단 특성을 분석하기 위하여 상기 세 가지 품종의 파프리카 30개씩 총 90개의 파프리카를 사용하여 과병의 중앙 지점을 절단하였다. 절단 특성을 측정하기 위하여 push-pull gauge인 digitect dtg-20을 사용하였으며, 파프리카의 과병의 절단 특성을 측정하기 위하여 일반 농가에서 사용하는 접도 OLFA CK2의 접도의 칼날을 digitect dtg-20에 장착하여 측정하였다. 파프리카 과병의 절단 특성의 시험 항목은 절단강도를 측정하였다. 파프리카의 과병의 절단 특성 측정은 수확작업기의 파프리카 과병의 절단을 위한 절단장치의 설계를 위하여 진행하였다. 파프리카 과병의 절단 특성은 파프리카의 훼손을 최소화한 수확작업을 위한 중요한 요소이다. 파프리카의 과병의 중앙을 절단하여 절단강도와 절단력을 측정하였다. 그 결과 파프리카 과병의 절단강도는 $4.18{\pm}1.18kgf$로 나타났으며, 최대값은 6.91kgf, 최소값은 2.26kgf로 나타났다. 파프리카 과병은 측정된 절단강도의 최대값인 6.91kgf보다 큰 힘을 이용하여 절단하여야 하므로 그에 맞게 수확작업기의 절단장치의 모터를 선정하고 설계가 이루어져야 한다고 판단한다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.12-20
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• 2020

도로 하부에 매설된 지하매설물에 대한 유지보수의 수요는 지속적으로 크게 증가하고 있으며, 과다한 소음 및 분진으로 인한 환경 문제 및 도심지 주민들의 민원으로 인해 친환경·저소음 도로 절단기에 대한 수요가 점차 증대되고 있다. 이에 따라 현재 사용되고 있는 저소음 절단기와 현재 개발되고 있는 친환경·저소음 절단기에 대한 절단 성능을 분석하고 개선사항을 검토해보자고 한다. 이를 위해 현장시공 사례를 바탕으로 절단기 작업절차에 따른 문제점과 개선 사항들을 도출하였다. 현장시공 사례 분석 결과, 절단 작업에 대한 생산성은 친환경·저소음 절단기(36.0초/m)가 저소음 절단기(37.6초/m)에 비해 다소 생산성이 향상되었으나 일부 구간에 결함이 발생되어 이에 대한 개선이 요구되었다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제24권4호
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• pp.3-13
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• 2023

본 연구는 국내에서 주로 사용되는 습식 도로절단기와 비산먼지 저감을 위해 개발된 슬러지 흡입식 도로절단기(이하 자동식 도로절단기)의 작업생산성을 비교 분석하여 자동식 도로절단기의 성능 및 활용성을 검증하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 먼저 국내에서 주로 사용되는 습식 수동식 도로절단기와 자동식 도로절단기의 개발 현황을 조사하고, 도로 절단 작업을 세부적으로 분석하였다. 또한, 동일한 조건의 테스트베드에 두 장비를 적용하여 깊이별 절단 시간을 측정하여, 표준절단 성능을 도출하였다. 하지만 테스트베드에서 측정된 데이터는 실제 도로절단 현장의 다양한 변수를 반영하지 못한다는 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 현장 조사를 통해 데이터를 수집하여 절단 거리와 시간 사이의 상관성을 분석한 후, 단순회귀분석을 통해 도로절단기 생산성 산정모델을 제시하였다. 회귀식에서 도출된 값을 테스트베드에서 도출한 표준절단 성능과 비교 분석한 결과, 회귀분석식을 통해 도출한 절단 성능은 표준절단 성능과 유사한 경향을 보였다. 마지막으로, 정량적으로 측정하기는 어려우나 생산성에 영향을 주는 세가지 세부작업에 대해 정성적으로 비교 분석하여 개발된 자동식 도로절단기의 활용성을 검증하였다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.65-65
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• 2017

밭작물 중 양파와 마늘은 높은 노동투하시간, 노임의 상승, 복잡한 수거 과정 등으로 최근 재배면적이 감소하는 추세이다. 밭농업 활성화 방안으로 생산비 절감과 작업 속도 향상을 위한 수확기계 개발 연구로 줄기절단기가 개발되었다. 이 연구는 줄기절단기 예취날의 설치각이 절단부하에 미치는 영향을 분립체 해석 기법으로 분석하고자 하였다. 실험에 사용한 시뮬레이션은 EDEM으로 인장탄성계수, 전단탄성 계수, 중첩길이, 입자 반경 및 질량, 상대속도를 이용하여 충돌시 힘을 해석하고 인장 및 전단강도, 한계, 결합 길이를 통해 입자간 결합을 설정할 수 있다. 시제품으로 설계된 줄기절단기의 치수를 활용하여 프로그램 상에서 줄기 절단 시뮬레이션을 진행하여 절단부하 결과를 얻도록 하였고 칼날 설치각을 30도, 45도, 60도로 변경하여 각각의 부하를 분석하여 경향성을 파악하고자 하였다. 실험에서 사용한 프로그램은 EDEM 2.7.1 Academic Research 버전이며 시뮬레이션을 진행한 PC의 사양은 Intel(R) $Core^{TM}$ i7-4790 CPU @ 3.60GHz, Memory 16.0GB이다. 줄기 절단 시뮬레이션에 적용시킨 줄기 모델은 마늘의 조건을 적용시켜 직경 1mm의 입자로 이루어진 지름 12mm, 높이 214mm의 원통형 모델이며 60.32N의 최대절단력을 가지고 있다. 줄기절단기는 2개의 회전날을 가지고 있으나 좌우대칭을 적용하여 절반에 대한 해석으로 하나의 회전날로 절단을 하도록 줄기 모델은 4조로 하여 3열을 140mm 간격으로 위치시켰다. 줄기절단기의 칼날은 반경 350mm로 회전하며 진행속도는 1.65m/s, 회전속도는 1680rpm으로 작업하도록 하였다. 시뮬레이션은 0.5초의 시간에 대해 해석하도록 하였으며 0.003초 간격으로 칼날에 가해지는 힘을 구하여 저장하도록 하였다. 시뮬레이션 해석시간은 약 116시간이었으며 설치각별 시간에 따른 칼날에 가해지는 압축력 값과 그래프를 얻을 수 있었다. 대부분의 시간에서 절단이 이루어지지 않으므로 0의 값을 나타내었으며 절단이 이루어지는 시점에 절단부하가 나타났다. 결과 해석을 위해 그래프의 피크 값들을 이용하였으며 그 중 상위 6개의 값으로 분석하였다. 30도, 45도, 60도의 설치각에 따른 절단부하의 평균 값은 각각 105.4N, 160.5N, 215.9N으로 나타났다. 설치각에 따른 절단부하의 경향성은 유의수준은 3.93%로 각각의 차이가 유의미하게 나타났으며 상관계수는 0.489로 증가하는 경향이 보였다. 그러나 $R^2$는 0.2394로 낮은 값을 보여 데이터 처리 방법의 개선과 적절한 회귀 모델의 적용이 필요하다. 향후 포장시험을 진행하고 복합적으로 분석하여 경향성을 자세히 분석하고자 한다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2002년도 추계학술발표논문집
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• pp.260-262
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• 2002

제품의 소재를 미리 테입 형태로 만들어 단면의 경계면을 따라 레이저로 절단하여 적층하는 방식은 제품의 표면에 계단 모양의 무늬가 생기므로 정밀한 제품을 제작하는데 어려움이 있었다. 이를 극복하기 위하여 단면의 경계선을 절단할 때 수직으로 절단하는 것이 아니라 경사면을 따라 절단하여 전체적인 제품의 옆면이 부드럽게 연결되는 경사절단형 임의형상가공시스템을 개발하였다. 이를 위하여 레이저 5축 경사절단기를 개발하였는데, x축과 y축은 상용화되어 있는 x-y table을 이용하였고 z축은 한 개의 z축 이송대를 이용하였다. 롤과 피치를 위하여는 서보모터 두 개를 이용하여 작업대가 회전할 수 있도록 하였다. 이와 같은 레이저 5축 경사절단기를 개발함으로써 시편의 어느 위치에서든 어느 각도로도 절단이 가능하게 할 수 있었다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제6권4호
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• pp.212-216
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• 2005

본 논문은 초음파를 이용한 유리 절단기를 개발하고 실험적으로 최적의 구동 주파수를 조사하였으며 유리 절단기의 효과에 대하여 검토하였다. 효과를 분석하기 위해 유리 절단기 시스템의 이론적 모델을 제시하였다. 그리고 시스템에서 최대 가속도 진폭의 주파수를 이론적으로 구하였다. 주어진 시료에 대해 절단면의 최대 깊이를 실험적으로 조사하였으며 사용한 시료는 석영유리($200mm(L){\times}30mm(W){\times}3mm(T)$)로 일정 가속도 진폭으로 모든 주파수에 대해 초음파 진동자를 구동하였다. 적정한 구동 주파수의 효과를 실험적으로 검토한 결과, 유리판에서 메디안 크랙의 깊이를 최대화하는 최적 주파수는 18.35kHz로 나타났다. 이러한 결과는 이론적 모델로 제시한 시스템의 계산 결과와 매우 일치하였다.

• 광학세계
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• 통권103호
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• pp.71-78
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• 2006

연삭절단은 외주 날 블레이드에 의한 방법과 내주 날 블레이드에 의한 방법 두 가지로 크게 나뉜다. 이중 외주 날 절단은 전자산업이 발달한 오늘날 가장 일반적인 정말 연삭 절단법이고 여기에 이용되는 절단기는 절단 이외에 총형홈 가공도 할 수 있기 때문에 범용성이 높다. 본 고에서는 이러한 절단 이외에 홈가공도 가능한 외주 날 절단에 대해서만 개략적으로 설명하기로 한다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제8권4호
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• pp.194-203
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• 2021

최근에 상하수관로, 지역난방 열공급관로 등의 유지보수가 증가하면서, 도로절단기에 의한 도로절단 작업도 급증하고 있다. 이러한 도로절단 작업은 소음과 함께 분진(절단슬러지)을 많이 발생시키므로, 저소음, 분진회수 등 친환경적인 기술이 적용될 필요가 있다. 기존에 이러한 문제점을 해결하고자 분진을 회수하는 장비가 개발된 사례가 있으나, 친환경성이 정량화되지 않았다는 한계가 있었다. 이에 본 연구에서는 소음 및 분진과 같은 환경위해요인의 발생원인을 근본적으로 제거할 수 있는 저소음·분진회수형 도로절단기를 개발하고, 이 절단기로 수행하는 도로절단작업 과정에 대한 친환경성을 평가하였다. 이를 위하여 본 연구에서는 진공장치와 슬러지흡입부로 구성된 수냉-슬러지회수 통합시스템을 개발하고, 개발된 시스템을 도로절단기에 적용하였다. 그리고 개발된 장비를 테스트 베드에 적용하고, 친환경성 관련 데이터를 수집하여, 친환경성을 평가하였다. 평가 결과, 개발된 장비의 절단슬러지 회수율은 83% 이상이었으며, 소음도는 82~83 dB, 음향파워레벨은 115 dB 수준이었다. 본 연구의 결과는 향후 도로절단기를 개선하는 과정에서 절단슬러지 회수성능과 저소음 성능을 향상시키는 데에 기초자료로 활용될 예정이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제4권1호
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• pp.1-6
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• 2003

제품의 소재를 미리 테입 형태로 만들어 단면치 경계면을 따라 레이저로 절단하여 적층하는 방식의 임의형상시스템은 제품의 표면에 계단 모양의 무의가 생기므로 정밀한 제품을 제작하는데 어려움이 있었다 이를 극복하기 위하여 단면의 경계선을 절단할 때 수직으로 절단하는 것이 아니라 경사면을 따라 절단하여 전체적인 제품의 옆면이 부드럽게 연결되는 경사절단형 임의형상가공시스템을 개발하였다 이를 위하여 레이저 5축 경사절단기를 개발하였는데, x축과 y축은 상용화되어있는 x-y table을 이용하였고 z축은 한 개의 z축 이송대를 이용하였다 롤과 피치를 위하여는 서보모터 두 개를 이용하여 작업대가 회전할 수 있도록 하였다. 이와 같은 레이저 5축 경사절단기를 개발함으로써 시편의 어느 위치에서든 어느 각도로도 절단이 가능하게 할 수 있었다. 또한 3차원 CAD 데이터로부터 단면정보를 생성하고 경사절단면에 맞추어 레이저 궤적을 생성 할 수 있는 소프트웨어를 개발하였다

• 한국화재소방학회논문지
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• 제26권3호
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• pp.60-66
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• 2012

본 연구에서는 건설현장 등에서 주로 사용되는 용접 절단기의 작업시 화재위험성을 평가하였다. 실험에는 인버터 AC/DC TIG 용접기와 인버터 에어프리즈마 절단기가 사용되었다. 용접 절단 작업시 비산되는 불티의 온도를 측정하였다. 작업높이와 입력전류의 변화에 따라 비산된 불티의 크기 및 비산범위를 측정하였다. 또한, 용접 절단기 화재원인 중 가장 높은 비율을 차지하는 가연물 근접방치에 의한 화재위험성을 평가하였다. 가연물로는 건초, 방진막, 우레탄폼, 비닐, 종이, 유류가 사용되었다. 용접 절단 작업시 불티의 온도가 최대 $450^{\circ}C$까지 상승하였다. 2.5 m 높이에서 절단 작업시 불티가 최대 4.7 m까지 비산되었다. 용접 절단 작업시 주위에 가연물이 존재할 경우 비산된 불티에 의해 가연물에 착화되어 화재로 발전할 가능성이 매우 높다.