• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.11-21
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• 2017

본 논문에서는 선행연구에서 신뢰성을 확보한 지능형 브레이커의 해석모델을 바탕으로 지능형 브레이커의 타격성능 개선을 위한 설계변수 민감도 분석 및 다목적함수 최적화를 다룬다. 본 연구에서는 타격출력만을 향상시키는 기존의 연구를 보완하여 타격출력과 안정성 모두를 개선시키는 것을 목표로 한다. 연구를 진행하는 순서는 다음과 같다. 먼저 정확한 민감도 분석 및 최적화를 진행하기 위하여 해석 시나리오를 설정한다. 그 후 지능형 브레이커의 설계변수 민감도를 분석하고, 상위 민감도를 가지는 변수를 추출한다. 마지막으로 추출한 변수를 사용하여 다목적함수 최적화를 진행하고, 초기 성능과 최적화된 성능의 비교를 통해 기존 지능형브레이커에서 타격성능이 얼마나 향상되었는지 파악한다. 이러한 연구를 통해 국내 기술력으로 기존 해외 선진사의 제품보다 타격성능이 향상된 제품을 개발할 수 있는 가능성을 확보할 수 있다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권1호
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• pp.109-116
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• 2012

현재 천공장비 및 천공방법에 대한 많은 연구가 진행되고 있지만 DTH hammer의 타격성능을 규명하고 최적화에 대한 연구는 전무하다. 또한 DTH drilling의 시험 장비를 구축하기 위해서는 막대한 비용과 많은 시간이 요구되기 때문에 성능규명에 있어 시험적으로 접근하기가 매우 곤란한 실정이다. 따라서 본 논문에서는 DTH hammer의 구동원리를 파악 후 공압 해석을 이용하여 구동 특성 및 성능을 규명하였다. 또한 실험계획법을 이용하여 DTH hammer의 성능에 영향력이 있는 설계인자를 도출하고 이를 다구찌 기법에 적용해 DTH hammer의 타격성능인 타격수와 타격에너지의 최적화에 대한 연구를 수행하였다.

• 터널과지하공간
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• 제23권1호
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• pp.42-53
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• 2013

천공 작업 시 드릴비트 버튼의 타격 속도와 타격 간격은 천공효율을 높이는데 있어 매우 중요한 요소이다. 따라서 본 연구에서는 버튼의 타격 속도 및 간격에 따른 암반 파쇄성능을 분석하기 위하여 홉킨스바 시험기를 이용한 타격시험을 수행하였다. 먼저, 버튼의 타격속도에 따른 암석파쇄 현상을 분석하기 위하여 단일타격 시험을 수행하였고, 수치해석을 통해 단일 타격 시험에 대한 암석의 파쇄과정을 모사하였다. 다음으로 버튼의 타격 간격에 따른 천공효율을 예측하기 위하여 타격 후 설정된 거리만큼 암석 시료를 이동시키고 재차 타격하는 방식으로 다중타격 시험을 수행하였다. 타격시험 후 암석의 천공부피는 레이저 스캐너를 이용하여 측정하였으며, 타격에너지와 천공부피를 통해 천공성능을 계산하였다. 이러한 시험 결과를 바탕으로 직경 102 mm 드릴비트의 1회 타격 시 천공성능을 예측하였다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.90-90
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• 2017

생력화를 위한 구기자의 수확 기계화는 열악한 수확작업환경을 쾌적한 작업환경으로 개선하고 노동력 감소, 생산비 절감을 할 수 있다. 관행 손 수확과 진동 고리형 수확기 방법보다 높은 작업 능률 향상으로 영농규모의 확대 촉진 및 안정적인 영농 구조를 구축하여 재배농가의 생산비를 절감하여 경쟁력을 높일 수 있으며, 기존 인력에 의존하였던 수확작업을 기계화함으로서 전업농 및 대단위 경작이 가능하게 함으로서 국내에서 생산한 양질의 구기자를 국민에게 안정적으로 제공할 수 있다. 따라서, 본 연구는 구기자 수확작업의 생력화를 위하여 개발 보급된 수목형의 재배법 특성을 분석하고 이를 토대로 타격장치를 적용한 보행형 구기자 수확기를 개발하는데 목적이 있다. 수목형 구기자나무의 분지에 착과되어 있는 숙과를 주행하면서 탈과 할 수 있는 탈과 장치를 제작하기 위하여 타격형 탈과 장치를 3D 모델링 작업(Inventor V.11, Autodesk, USA) 후 시작기를 제작, 구기자 수확 시작기는 주행부, 타격장치, 집과부, 분지유인부로 구성하였다. 구기자 수확 시작기의 최대 높이는 형태학적 특성을 토대로 타격봉의 높이를 900 mm 이하로 제한하였으며, 조향장치의 높이는 800 mm로 하였다. 주행부는 구기자 재식 조사결과를 이용하여 고랑 폭 1,500 mm 이하에서 자유롭게 전 후진 이동이 가능하고 경사로 등을 주행 시에도 안전성을 높이기 위해 자동브레이크 기능이 있으며 타격장치의 타격 봉은 알루미늄 재질로 지름 100 mm, 길이 400 mm로 설계 제작하였으며, 구기자 분지 타격 시 분지와 타격 봉이 수직 상태로 타격이 가능하도록 제작, 집과장치는 포장의 두둑, 고랑은 일괄 표준화가 되어 있지않아 청양구기자시험장에서 측정한 재배법을 바탕으로 설계된 수집부 프레임의 적용범위는 폭 450 mm, 길이 720 mm, 높이 1,500 mm를 집과 범위로 하여 설계 제작하였다. 타격 방식을 적용한 구기자 수확기 성능평가 결과 조숙기에 30초 이상의 탈과 시 87.5 % 이상 탈과는 어려울 것으로 판단되었으며, 성숙기에는 타격시간에 관계없이 92 %의 매우 우수한 탈과율이 나타났다. 성숙기의 주행속도 48 m/h 일 때 탈과율과 집과율은 89 %, 92 %로 나타났다.단위작업시간당 최대 수확 능력은 관행작업 2.9 kg/hr, 진동고리형 수확기 5.2 kg/hr, 타격방식을 적용한 구기자 수확기는 최소 7.6 kg/hr, 최대 24.1 kg/hr로 관행작업과 비교하여 주행속도와 시기별 최소 2.6배, 최대 8.3배의 작업 성능 차이가 나타났다. 재배양식에서는 기계화 수목형이 적합한 것으로 나타났고, 타격방식을 적용한 보행형 구기자 수확기를 이용하여 수형별 시간대별 수확성능을 시험한 결과 우수한 결과가 나타났다. 이에 따라 구기자 재배 농가에 기계화수목형 재배법을 보급하고 타격방식을 적용한 구기자 수확기를 이용하면 작업환경 개선과 노동력, 인건비 절감을 통한 영농규모의 확대 촉진 및 안정적인 영농 구조로 구기자 경쟁력 제고를 할 수 있을 것으로 판단되어진다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제27권2호
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• pp.11-24
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• 2018

본 연구는 한국형 유압드릴에 적합한 고출력 드리프터 개발을 위해 해석모델 개발 및 설계변수 민감도 분석을 목표로 한다. 이러한 연구는 설계변수 민감도 분석을 통하여 각각의 설계인자들이 타격성능에 미치는 영향을 파악함으로써 타격성능 및 안정성 향상을 위한 최적화 작업에 기틀을 마련하는 연구이다. 본 연구를 진행하는 순서는 다음과 같다. 먼저 드리프터의 동역학 해석모델을 개발하고 해석결과와 실험결과를 비교하여 해석모델의 신뢰성을 확보한다. 그 후 한국형 유압드릴에 적합하도록 드리프터를 재설계하며, 마지막으로 재설계된 드리프터의 설계변수 민감도 분석을 실시하여 타격성능에 미치는 영향을 파악하고 상위민감도를 가진 변수들을 추출한다. 드리프터의 해석모델은 다물리 해석 소프트웨어인 SimulationX를 사용하여 모델링 하였으며, 설계변수 민감도 분석은 EasyDesign을 사용하여 진행하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제14권4호
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• pp.282-288
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• 2011

천부 탄성파탐사가 직면한 과제 중의 하나는 어떻게 작은 음원 발생장치로 큰 진폭의 고주파 신호를 발생시킬 수 있는가 하는 문제이다. 본 연구에서는 천부 탄성파탐사 음원으로 가장 많이 사용되고 있는 해머로 PE, 나일론, 알루미늄, 철제 등의 타격판을 타격하였을 때의 성능을 시험하였다. 이를 위하여 해머 타격으로 발생되는 충격력, 가속도, 지반 진동 속도를 측정하고 이들의 파워를 산출하여 상호 비교하였다. 앞선 연구에 의하면 해머로 알루미늄 타격판을 타격했을 때 가장 큰 진폭의 탄성파가 발생될 것으로 예상되었으나, 실제 측정 결과 철제 또는 PE 재질의 타격판을 타격했을 때 보다 더 작은 탄성파 에너지가 발생되었다. 플라스틱 재질의 타격판을 타격했을 경우, 진폭은 비록 작으나 180 ~ 200 Hz 대역의 신호를 얻을 수 있었으며, 250 Hz 이상의 신호를 발생시키기는 어려운 것으로 보인다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.3081-3086
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• 2015

100톤급 굴삭기에 장착할 수 있는 초대형 유압브레이커 개발을 수행하였다. 유압브레이커 설계에 앞서 타격에너지, 분당 타격수 등의 성능을 예측할 수 있는 유압브레이커 해석 방법에 대해 연구하였다. 해석 결과를 바탕으로 초대형 유압브레이커의 설계 및 제작이 이루어졌으며, 유압브레이커가 성공적으로 작동함을 확인하였다. 실제 유압브레이커 작동 시 타격에너지와 분당 타격수를 측정하여, 해석 결과와 비교하였다. 분당 타격수 해석 결과는 큰 오차 없이 실험 결과를 잘 예측하였지만, 타격에너지 해석 결과는 실제 실험 결과와 매우 큰 차이가 나타남을 확인하였다. 초대형 유압브레이커를 성공적으로 개발하였으며, 향후 마찰, 유압회로 등을 고려하여 타격에너지 해석 방법을 보완할 예정이다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.33-40
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• 2014

드리프터는 국산화개발에 어려움을 겪고 있는 장비이며, 외국선진사의 제품을 데드카피 하여도 시제품의 성능이 뒤떨어지는 현상이 발생하여 왔다. 본 논문은 천공기의 핵심부품인 드리프터의 해석모델을 활용하여 성능격차를 유발하는 요소를 분석하는 사례를 보여준다. 진행절차는 다음과 같다. 우선, 타격시험을 수행하여 해석모델의 신뢰성을 확보한다. 그리고 해석모델을 활용하여 외국선진사 제품과 시제품의 성능비교그래프를 도출한다. 마지막으로 해석모델의 변수를 분석하여 성능격차를 유발하는 인자에 접근한다. 사용된 소프트웨어는 독일 ITI사에서 개발된 SimulationX이다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권6호
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• pp.575-581
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• 2015

드릴비트는 암반에 직접적으로 타격력과 회전력을 전달함으로써 연속적으로 암반을 파쇄, 분쇄하는 천공기의 핵심 구성요소이다. 일정한 속도로 회전하는 동시에 회전축 방향으로 타격하며 암반을 파쇄하기 때문에 암반 파쇄효율을 높이기 위해서는 드릴비트의 배열 최적설계가 필요하다. 그러므로 본 연구에서는 버튼배열 최적화를 수행하기 위한 선행연구로써 버튼배열의 성능을 정량적으로 평가할 수 있는 방법에 대한 연구를 수행하였다. 버튼의 중복타격 면적, 비 타격 면적, 천공편향 모멘트와 같은 평가지표를 활용하여 버튼배열의 파쇄 효율성을 평가하였으며, 더불어 제안된 평가방법을 활용하여 기존 드릴비트 버튼배열의 파쇄 효율성을 검토함으로써 제안한 배열성능 평가방법의 적합성을 확인하였다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제28권2호
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• pp.35-48
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• 2019

그간 국내 유압 드리프터는 해외 선진사의 제품을 벤치마킹하여 개발되었지만, 이는 한국형 유압드릴 파워팩 특성(대유량, 저압)에 적합하지 않아 우수한 타격성능을 나타내지 못하였으며, 이로 인해 최적설계에 대한 연구 진행도 미진한 상태였다. 이에 본 연구에서는 대유량을 소화할 수 있도록 용량이 재설계된 유압 드리프터에 대해 다목적함수 최적화를 수행하고, 이를 통해 타격출력 향상과 공급압력 및 서지압력을 감소시키는 것을 목표로 한다. 이러한 연구의 진행방법을 요약하면 다음과 같다. 먼저 타격출력과 공급압력 및 서지압력 개선에 대한 목표를 설정하고 이에 대한 다목적함수 최적화를 수행한다. 이후 최적화된 설계치로 제작된 시제품의 시험결과와 해석모델의 해석결과 비교를 통해 최적화된 해석모델의 신뢰성을 확보한다. 본 연구에서는 유압시스템 해석 소프트웨어인 SimulationX와 다목적함수 최적화 프로그램인 EasyDesign이 사용되었으며, 위와 같은 연구를 통하여 한국형 유압드릴에 적합한 고출력 드리프터 개발 목적에 부합하는 결과를 얻을 수 있었다.