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이동근(D. K. Lee),조승제(S. J. Cho),김정길(J. G. Kim) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
농작업기계(Agricultural Implements)는 트랙터, 농업용 굴착기 등을 포함한 특수목적 운반체에 부착하여 농작업효율 및 생산성 향상을 도모할 수 있는 부착형 모듈을 의미한다고 볼 수 있다. 농작업기계로 분류할 수 있는 장치로는 흔히 사용되는 쟁기, 로터베이터, 파종기, 베일러, 제초기 외에도 백호, 로더 등의 농·축산 작업용 부착기계, 더 나아가 농업 굴착 작업을 위한 붐(Boom)/암(Arm)에 추가적으로 부착되어 작업 자유도 및 효율을 향상시킬 수 있는 자유도 향상 모듈(틸트로테이터) 등도 농작업기계의 일종으로 볼 수 있다. 본 연구에서는 다양한 농작업기계 중 붐/암에 부착되어 작업 자유도를 향상시켜주는 농업용 자유도 향상 모듈(틸트로테이터)에 대하여 구조해석을 수행하고 설계를 개선하는 것을 목표로 하였다. 구조해석 수행 시 전체 작업 모듈을 대상으로 진행하기에는 형상의 복잡성 및 경계조건 선정 등의 어려움이 존재한다. 따라서 본 연구에서는 기존 대상의 파손 사례를 확인하여 파손 원인을 분석하고, 파손이 주로 발생되는 핵심 부품을 선정하여 해당 부품을 대상으로 해석을 진행하였다. 구조해석 결과 급격한 형상의 변화가 나타나는 부위, 하중점과 구조 형상 사이의 관계로 인한 특정 포인트 등에서 과다한 응력이 발생하여 파손 가능성이 높은 취약부로 판단되었으며, 해당 부분에 대한 설계 개선을 수행하여 추가적인 해석을 실시하였다. 추가적인 해석결과 발생 응력이 감소하는 것을 확인할 수 있었으며, 추후 본 설계개선안을 적용함으로써 농업용 자유도 향상 모듈의 구조건전성을 증대시킬 수 있을 것으로 판단된다.