• 한국산업융합학회 논문집
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• 제25권4_2호
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• pp.603-609
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• 2022

Bottom hole assembly(BHA) is a key component of the drilling system, consisting of various components and tools(including the drill bit and mud motor) which operate at the bottom of the wellbore and physically drill the rock. This paper investigates the dynamic characteristics of the mud motor which is a drilling propulsion tool. And computational structural analysis is performed to calculate the von-Mises stress and the safety factor of components constituting the mud motor. In this process, the field test data of onshore drilling are used for analysis.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.60-66
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• 2021

광물자원의 개발 적합성을 가늠하기 위하여 굴착 장비로 지반 굴착을 통하여 코어를 채취한다. 코어를 채취하기 위해서는 시추장비의 가장 앞부분에 굴착을 위한 비트를 설치하여 직접지반을 굴착한다. 굴착을 진행 중에 드릴 비트는 지반과 직적접인 마찰로 인하여 국부에 응력을 받게 된다. 또한 마찰로 인하여 드릴 비트의 파손이 발생할 수 있기 때문에 지반의 조건에 따라 적합한 비트의 사용이 요구된다. 따라서 본 논문에서는 시추장비에 일반적으로 사용되는 세립비트를 기준으로 현재 개발 되어있는 비트의 모델을 이용하여 각각 이종재료와 동종재료의 보강재를 삽입한 새로운 비트 모델의 형상 및 재질을 비교·분석하였다. 그리고 세립비트의 형상을 각각의 형태로 모델링하여 절삭에 필요한 경도 및 항절력을 이론적 수식을 이용하여 계산하여 적합성을 확인하였다. 또한 기존의 모델과 새로운 형태의 설계모델을 Amsys Program을 이용하여 FEM해석을 실시하여 응력과 변형률을 계산한 결과, 응력이 1.92E+7Pa, 변형율 9.6E-5m/m인 응력과 변형율이 최소화된 새로운 모델을 설계하였고 그에 따른 세립비트 형상 및 구조의 최적화 설계를 진행하였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제38권1호
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• pp.14-22
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• 2020

천공 중 비트의 손상은 천공 효율을 떨어뜨리는 주요 원인이다. 현재 천공 중 비트의 마모와 손상에 대한 관리는 현장 작업자의 기술에 의지하고 있어 이를 예측하고 관리하는 시스템의 구축이 시급하다. 비트의 정확한 손상 시점을 판단하기 위해 천공 중 발생하는 소음 자료를 이용해 웨이블릿 변환 분석을 하였다. 이를 통해 얻은 시간-주파수 스펙트럼을 분석한 결과 천공 후 652.8 sec에 주파수 500 Hz 구간에서 웨이블릿 변환 값이 0.9로 최대치가 되는 이상점을 확인하였다. 또한, 천공 속도 분석을 통해 이상치가 발견된 후 천공 속도가 평균인 32 mm/s 보다 9 mm/s 줄어든 것을 확인하였다. 이러한 결과를 통해 웨이블릿 변환 분석을 이용해 천공 중 드릴 비트의 손상을 진단할 수 있음을 보였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1993년도 추계학술대회 논문집
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• pp.79-82
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• 1993

본 연구는 드릴가공중 발생하는 드릴비트(Drill Bit)의 파손검출에 적합한 센서를 선택하고, 드릴비트 파손시 나타나는 센서신호의 특성에 대한 연구를 수행했다. 연구결과 이송축 전류신호 및 주축진동신호가 절삭시 나타나는 Power 및 진동의 특성을 잘 나타내고 있으며, 드릴비트의 파손을 판단할 수 있는 특징의 보완적 요소가 강하다는 결론을 얻었다.

• Clinics in Shoulder and Elbow
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• 제13권1호
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• pp.72-78
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• 2010

목적: 견관절의 Bankart 병변에 대하여서 관절경적 수술하에서도 골경유 봉합이 가능하도록 유연성 골 천공기를 개발하였으며 이에 대한 동물 실험 및 임상 증례를 보고하는 바이다. 대상 및 방법: 유연성 천공기 세트는 유연성 천공기와 유도관으로 구성되어 있다. 유연성 천공기는 49개의 미세강선들이 단일 강선 (직경 1.2 mm)으로 꼬인 구조로 이루어져 유연성이 있으며 이러한 유연한 강선의 한 쪽 끝에는 천공기 (직경 1.2 mm)가 용접되어 있는 구조로 이루어져 있다. 유도관은 외경 3.0 mm, 내경 2.0 mm의 원통형 금속 도관으로 이루어져 있으며 한 쪽 끝은 30도 정도 굴곡되어 있다. 기기의 내구성 및 임상적 유용성을 시험하기 위하여 돼지의 견갑골 관절와에 골 천공을 실시하는 실험을 30회 이상 실시하였다. 유연성 강선 부위의 기계적 파단이나 골 천공의 실패 등은 발생하지 않았다. 일반적 견관절 관절경 술식대로 견관절의 후방 입구 및 전 상방, 전 후방 입구들을 확보한 후 관절경하에서 Bankart 병변이 확인이 되면 면도기를 이용하여 견갑와 내측면의 변연 절제를 실시하여 골 출혈을 유도한다. 이후 관절경을 전 상방 입구로 이전 시키고, 후방 입구를 통하여서 유연성 골천공기 세트의 유도 강관을 삽입하는데 유도 강관의 끝이 견갑와연에서 약 5 mm 정도 안쪽에 위치되도록 한다. 유도강관 내로 유연성 천공기를 삽입한 후 구동기를 이용하여서 견갑와의 골 천공을 실시한다. 골 천공 후에는 유연성 천공기만 유도강관에서 제거한 후에 유도 강관내로 봉합사를 삽입하여 천공된 골구로 통과시키도록 한다. 봉합 갈고리를 이용하여 관절와순에 유도봉합사를 통과시킨 후에 이 유도봉합사에 골 천공구를 통과한 봉합사를 끼워서 관절완순을 통과하도록 한 후 활주 결찰을 실시하여 골 관통 봉합을 이루도록 한다. 동일한 방식으로 견갑와의 2시, 4시 방향에 골 천공을 시행하여 견갑와순의 봉합을 실시한다. 결과: 외상성 견관절 탈구 환자 5예에서 유연성 골 천공기를 이용한 Bankart 병변의 봉합을 실시하였다. 수술 도중 또는 수술후의 신경이나 혈관 손상 등의 문제점이나 합병증 등은 발생하지 않았으며 기기 자체의 문제들도 발생하지 않았다. 평균 6개월간의 추시 결과 상에서는 재탈구 등의 증상은 나타나지 않았다. 결론: 유연성 골 천공기를 사용한 Bankart 병변의 봉합시 관절경적 수술이면서도 골 관통식 봉합이 가능하여 관절와순의 부착면적의 증대 효과 뿐 아니라 손쉬운 활주 결찰이 이루어 질 수 있음을 보여주었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제22권4호
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• pp.47-56
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• 2015

본 논문에서는 HDI(High Density Interconnection) 기판의 코어로 사용될 수 있는 카본 CCL(Copper Claded Layer)의 열거동 및 신뢰성 특성을 실험과 CAE를 이용한 수치해석을 통해 평가하였다. 카본 CCL의 특성평가를 위해 기존 FR-4 코어와 heavy cu 코어와 비교하였다. 연구결과에 의하면 pitch계열 카본코어가 적용된 PCB의 휨강도가 가장 높고 온도에 따른 변형량이 가장 낮았다. 또한, HDI 신뢰성평가 기준의 TC(Thermal Cycling), LLTS(Liquid-to-Liquid Thermal Shock), Humidity 실험을 통해 카본코어가 적용된 PCB는 신뢰성이 확보되었음을 확인하였다. 카본 파이버에 의한 불균일한 비아홀의 표면형상 여부와 드릴비트 마모 가능성을 분석하였는데 비아홀의 표면은 균일하고, 드릴비트의 표면도 매끄러워 카본 CCL의 우수한 드릴가공성도 확인하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제31권3호
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• pp.249-263
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• 2022

The specially-shaped Polycrystalline Diamond Compact (PDC) cutter is widely used in drill bit design due to its advantages of high rock cutting efficiency, strong impact resistance and long service life in hard and abrasive formation drilling. A detailed understanding of rock cutting behavior of worn specially-shaped PDC cutter is essential to improve the drilling efficiency and decrease the drilling costs. In this paper, the theoretical models of two new principles (loading performance (LP) and cutting performance (CP)) are derived for evaluating the cutting process of worn specially-shaped cutter, the theoretical models consider the factors, such as cutter geometry, aggressiveness, stress state, working life, and rock cutting efficiency. Besides, the numerical model of heterogeneous granite is developed using finite element method combined with Voronoi tessellation, the LP and CP of 12 kinds of worn specially-shaped PDC (SPDC) cutters are analyzed. The results found that the mechanical specific energy (MSE) of worn cutters first increase and then decrease with increasing the cutting depth, and the MSE increase with the increase of back rake angle except for Conical cutter and Wedge-shaped cutter. From the perspective of CP, the worn PDC cutters are more suitable for the smaller cutting depths, and the back rake angle has little effect on the CP of the specially-shaped worn PDC cutters. Conical cutter, Saddle-shaped cutter and Ellipse-shaped cutter have the highest CP value, while Rhombus-shaped cutter, Convex cutter and Wedge-shaped cutter have the lowest value in selecting cutters. This research leads to an enhanced understanding of rock-breaking mechanisms of worn SPDC cutters, and provides the basis to select of specially-shaped PDC cutters for the specific target formation.

• Carbon letters
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• 제23권
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• pp.1-8
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• 2017

Polycrystalline diamond (PCD) tools possessing high hardness and abrasive wear resistance are particularly suited for drilling of carbon fiber reinforced plastic (CFRP) composites, where tool life and consistent hole quality are important. While PCD presents superior performance when drilling CFRP, it is unclear how it performs when drilling multi-stack materials such as CFRP-titanium (Ti) stacks. This comparative study aims to investigate drilling of a Ti plate stacked on a CFRP panel when using PCD tools. The first sequence of the drilling experiments was to drill 20 holes in CFRP only. CFRP-Ti stacks were then drilled for the next 20 holes with the same drill bit. CFRP holes and CFRP-Ti stack holes were evaluated in terms of machined hole quality. The main tool wear mechanism of PCD drills is micro-fractures that occur when machining the Ti plate of the stack. Tool wear increases the instability and the operation temperature when machining the Ti plate. This results in high drilling forces, large hole diameter errors, high surface roughness, wider CFRP exit thermal damage, and taller exit Ti burrs.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제1권1호
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• pp.39-47
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• 2013

탑 드라이브 장비는 드릴 비트에 회전력을 전달하여 굴착을 하게하는 장치이며, 1983년 Derrick Drilling Machine의 Kelly Rotary Table로 시작하여, 1984년에 DDM 650 DC가 등장함으로써 본격적으로 개발 되기 시작했다. 이러한 탑 드라이브 장비는 미국의 N사와 노르웨이 A사가 전 세계 시장의 90% 이상을 점유하고 있으며, 이로 인하여 탑 드라이브 장비의 세계시장 진입과 장비에 대한 정보가 제한적일 수 밖에 없다. 따라서 본 논문에서는 제한된 정보를 통하여 신뢰성을 가지는 제품을 개발하기 위한 절차 및 방법에 대하여 소개하고자 한다. 설계 오류 및 신뢰성이 검증된 제품 디자인을 위하여 3D Tool을 사용하였으며, 이를 활용하여 설계오류, 간섭체크, 기능체크, 구조강도 해석 등을 수행하여 제품의 신뢰성을 사전 검증 하였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2008년도 하계종합학술대회
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• pp.919-920
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• 2008

In this paper, we present early processing techniques for visual inspection of metallic parts. Since metallic surfaces give rise to specular reflections, it is difficult to extract object boundaries using elementary segmentation techniques such as edge detection or binary thresholding. In this paper, we present two techniques for finding object boundaries on micro bit images. First, we explain a technique for detecting blade boundaries using a directional correlation mask. Second, a line and angle extraction technique based on Harris corner detector and Hough transform is described. These techniques have been effective for detecting blade boundaries, and a number of experimental results are presented using real images.