신뢰성 있는 토양의 이산요소모델을 개발하기 위해서는 토양의 특성을 고려하여 매개변수를 교정해야 한다. 본 연구에서는 이산요소모델을 구성하는 각 매개변수가 토양 입자의 거동에 미치는 영향을 분석하였고, 분석된 결과를 이용하여 토양의 이산요소모델을 개발하였다. 민감도 분석의 대상이 되는 매개변수는 전단 계수, 마찰 계수, 표면 에너지 등으로 선정하였으며, 교정의 기준이 되는 토양의 특성은 가비중, 안식각, 점착력 및 내부마찰각으로 선정하였다. 또한, 토성이 서로 다른 해안가, 논 및 밭을 구성하는 토양을 대상으로 연구를 수행하여 다양한 토성에 대한 적용성을 확인하였다. 결과적으로 본 연구에서 수행한 민감도 분석 결과를 이용하여 각 토양의 거동을 모사할 수 있는 이산요소모델을 교정하였으며, 시험 결과와의 비교를 통해 교정된 이산요소모델을 검증하였다.

배추는 국내 생산 엽채류 중 재배면적 및 생산량이 가장 높은 비중을 차지하는 중요한 작물이다. 농촌인구 감소 및 고령화는 농촌 노동력 부족으로 이어지고 이는 배추 생산력 감소의 원인이 되고 있다. 배추 수확은 대부분 인력에 의존하고 있으며, 노동력 절감과 생산성 향상을 위한 관리 및 수확을 위한 배추 수확기가 개발되고 있다. 본 논문의 목적은 견인형 자주식 배추 수확기 견인 고리 설계단계에서 구조해석을 실시하여 최대 응력, 변형량, 안전계수를 도출하여 안정성을 높이는 데 있다. 수집부에 배추가 최대 적재 시 발생하는 하중을 기준으로 하중의 각도, 견인 고리의 높이를 변경하여 구조해석을 실시하였다. 수집부 부착 견인 고리의 경우 최소 높이에서 최대 응력 608.38 MPa, 최대 변형량 3.14e-3 mm, 최소 안전계수 0.78이 도출되었으며, 배추 수확기 부착 견인 고리의 경우 최소 높이에서 최대 응력 835.76 MPa, 최대 변형량 4.74e-3 mm, 최소 안전계수 0.48이 도출되었다. 마지막으로 힌지핀의 경우 중간 높이에서 최대 응력 373.46 MPa, 최대 변형량 2.12e-3 mm, 최소 안전계수 1.23이 도출되었다. 최대 응력 지점을 제외한 대부분은 안전계수가 1보다 높았다. 따라서 제작 단계에서는, 최대 응력 지점을 보강하여 견인 고리에 대한 구조적 안정성을 높일 필요성이 있다.

진동은 농업용 트랙터 운전자의 쾌적한 작업 환경 조성을 방해하고, 건강을 위협하는 요소이다. 본 연구에서는 국제 표준안(ISO 2631-1)에 따라 트랙터 운전자의 전신 진동을 평가하였다. 진동 시험은 재현성과 반복성이 뛰어난 four-post road simulator 상에서 6가지 노면 조건을 적용하여 수행하였다. 취득한 진동 신호의 파고율, 최대 진동 진폭, 피폭 진동 누적량, 실효치 등을 이용하여 진동 특성을 분석하였다. 최종적으로 건강 지도 위험 수준과 안락도에 대한 반응도를 평가 방법에 따른 실효치와 피폭 진동 누적량에 적용하여 농업용 트랙터의 운전자 전신 진동을 정량적으로 평가하였다.

농업기계는 다양한 환경과 작물을 대상으로 작업을 수행하기 때문에 농업기계의 설계와 개발은 실 작업 부하를 고려하여 수행되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 식용 옥수수 수확기의 실 작업 부하를 계측하기 위해 식용 옥수수 수확 시험을 수행하였다. 또한, 계측된 부하 데이터를 이용하여 수확기 내 기어박스 요소들의 강도 및 수명을 평가하기 위한 부하 스펙트럼을 구축하였다. 부하 스펙트럼은 기어박스의 구성요소 중 기어와 베어링에 적용 가능한 하중 지속 분포와 기어와 베어링을 제외한 축, 하우징, 캐리어 등에 적용 가능한 부하 스펙트럼으로 나누어 구축하였다. 본 연구를 통해 구축된 하중 지속 분포 및 부하 스펙트럼은 식용 옥수수 수확기의 기어박스 강도 및 수명 평가뿐만 아니라, 기어박스의 설계 하중으로도 활용이 가능할 것으로 보인다.