• 제목/요약/키워드: 내구 성능

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잔골재의 토분 평가방법 및 품질기준 제안을 위한 실험적 연구 (Experimental Study on the Proposal of an Assessment Method and Quality Standard for Identifying the Fine Particles of Clay Components in Fine Aggregates)

  • 최현규;한민철
    • 한국건축시공학회지
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    • 제22권6호
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    • pp.585-596
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    • 2022
  • 본 연구는 잔골재에 포함되어 있는 점토성 미세입자를 통칭하는 토분을 분석할 수 있는 정량적 평가방법을 결정하고, 각 방법별 측정된 토분의 특성을 검증하기 위한 콘크리트의 성능과 상관관계를 통해 토분이 사용될 수 있는 품질기준을 제안하고자 하였다. 그 결과 XRF의 성분분석을 통해 잔골재의 토분을 평가하는 방법으로서 적합하게 활용될 것으로 판단되며, 이와 연관한 품질기준은 KCS 14 20 10의 오차율 약 10%가 고려하여 Al2O3+Fe2O3+MgO는 23.5% 이하, SiO2+K2O는 66.5% 이상으로 관리할 경우에 안전할 것으로 분석되었다. 본 연구를 기반으로 굵은 골재의 토분, 내구성 분석 등 추가적인 후속연구를 통한 종합적인 검토로 골재의 토분을 품질관리 할 수 있는 제도가 정착되기를 기대한다.

고분자 전해질 막 연료전지 응용을 위한 고성능 과불소화계 전해질 막 개발 연구 동향 (Research Trends on Developments of High-performance Perfluorinated Sulfonic Acid-based Polymer Electrolyte Membranes for Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell Applications)

  • 최찬희;황선수;김기현
    • 멤브레인
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    • 제32권5호
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    • pp.292-303
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    • 2022
  • 이산화탄소 배출이 없는 고분자 전해질 막 연료전지(polymer electrolyte membrane fuel cell, PEMFC)는 수송용, 발전용 시스템에 적용 가능한 친환경 에너지 변환장치이다. PEMFC의 주요 구성품 중 하나인 고분자 전해질 막(polymer electrolyte membrane, PEM)은 구동시간 동안의 높은 수소 이온 전도도와 물리화학적 안정성 갖춘 과불소화계 고분자(perfluorinated sulfonic acid, PFSA) 기반 PEM (PFSA-PEM)이 상용화 되어있다. 하지만 PFSA-PEM의 단점으로 지적되는 낮은 유리전이온도와 높은 기체 투과도의 보완이 요구되고 있다. 이에 본 총설에서는 PFSA-PEM의 성능 향상 및 단점 보완을 위해 1) PFSA의 측쇄부 길이를 조절함으로써 이온교환용량의 증가와 고분자의 결정성을 증가시켜 PFSA-PEM의 능력을 향상시킨 연구와 2) 유/무기 첨가제를 도입하여 수소 이온 전도도 및 물리적 안정성을 향상시키는 복합 막 연구 및 3) 다공성 지지체를 도입하여 PEM의 두께를 효과적으로 감소시켜 막 저항을 효과적으로 줄이고 내구성을 큰 폭으로 개선한 다공-충진막에 관한 연구를 소개하고자 한다.

고분자 전해질 연료전지 및 수전해용 촉매층의 이오노머 바인더 (Ionomer Binder in Catalyst Layer for Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell and Water Electrolysis: An Updated Review)

  • 박종혁;마하무다아크테르;김범석;정다혜;이민영;신지윤;박진수
    • 전기화학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.174-183
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    • 2022
  • 높은 에너지 밀도와 고순도 수소 생산의 측면에서 고분자 전해질 연료전지와 수전해가 주목받고 있다. 고분자 전해질 연료전지 및 수전해를 위한 촉매층은 귀금속 계열의 전기 촉매와 이오노머 바인더로 구성되어 있는 다공성 전극이다. 이 중 이오노머 바인더는 촉매층 내 이온 전도를 위한 3차원 네트워크 형성과 전극 반응에 필요한 또는 생성되는 물질들의 이동을 위한 기공 형성에 중요한 역할을 수행한다. 상용 과불소계 이오노머의 활용 측면에서 이오노머의 함량, 이오노머의 물성, 그리고 이를 분산시킬 분산 매체에 촉매층의 성능 및 내구성이 크게 달라진다. 현재까지 고분자 전해질 연료전지용 촉매층을 위한 이오노머의 활용 방법은 많은 연구가 진행되어왔으나 고분자 전해질 수전해 적용 방면에서는 촉매층 연구가 다소 미비한 실정이다. 본 총설에서는 현재까지 보고된 연료전지 측면에서의 이오노머 바인더 활용 연구결과를 요약하였으며, 수소 경제 시대의 가속화를 위해서 고분자 전해질 수전해 핵심요소 중 하나인 촉매층용 이오노머 바인더에 관한 연구에 유용한 정보를 제공하고자 한다.

리브보강 Al-Mg-Si계 가로등 등주의 구조적 거동 (Structural Behavior of Rib Reinforced Mg-Si Aluminum Alloy lighting Pole)

  • 남정훈;주형중;김영호;윤순종
    • Composites Research
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    • 제21권6호
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    • pp.8-14
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    • 2008
  • 가로등은 운전자의 안전을 위한 필수적인 도로 부속구조물이며, 대부분 강재 등주를 사용하고 있다. 강재등주는 부식이 발생하여 내구성을 감소시키고, 도시미관을 저해하므로 스테인레스 제품이나 주철재 등을 사용하기도 한다. 그러나 주철재 및 스테인레스 등주를 사용하더라도 부식에 대한 위험성을 완전히 배제할 수 없고, 높은 강도와 강성은 충돌시 운전자의 안전을 위협하는 요인이 되고 있다. 따라서 새로운 형태의 등주 시스템의 개발이 요구되고 있다. 기존 등주의 문제점을 보완하기 위해 최근 알루미늄 합금을 사용한 등주가 개발되어 사용되고 있다. 알루미늄은 재료적 특성상 단위중량당 강도가 높고 부식에 대한 저항성이 매우 커서 그 활용성을 크게 증대될 것으로 예측되나 강계에 비해 강성과 강도가 낮기 때문에 구조적 안전성에서 문제점이 제기되고 있어 구조거동에 대한 연구가 필요하다. 이 연구는 현재 가로등 등주로 사용되고 있는 강재 및 알루미늄 등주에 대한 휨, 압축실험 등을 수행하여 알루미늄 등주의 구조거동을 조사하였고, 기존 강재등주와 비교하여 효율성 및 안전성을 평가하였다.

시멘트 페이스트 경화체의 self healing 특성 (Self-Healing Property of Hardened Cement Paste)

  • 김재영;변승호
    • 대한토목학회논문집
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    • 제28권2A호
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    • pp.297-304
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    • 2008
  • 콘크리트의 균열이 수밀성을 떨어트리고 내구성을 악화시키는 것은 이미 잘 알려진 사실이다. 균열에 의한 이러한 성능저하는, 콘크리트에 균열이 발생하면 물 뿐만이 아니라 염화물, 이산화탄소, 황산염과 같이 유해한 물질들의 침투가 용이해지기 때문이다. 하지만 균열이 물과 접촉하는 경우 일부는 폐쇄 된다. 이러한 현상을 self-healing이라고 하며, self-healing은 균열면에서 새로이 생성되는 수화물과 밀접한 관련이 있다. 콘크리트의 self-healing과 관련한 상당수의 연구에서 공통적으로 균열면 표면에서 CSH겔이 관찰됨을 확인하였다. 그러나 self-healing에 관한 일부 연구에서는 CSH겔 뿐만 아니라 수산화칼슘 및 에트링자이트가 균열 표면에서 관찰되었다고 보고하였다. 본 연구에서는 self-healing에 의한 수화생성물을 확인하고자 하였으며, 또한 구체방수재가 self-healing에 미치는 영향을 평가하고자 하였다. 균열 표면에 대하여 XRD, DSC, SEM, EDX 분석을 실시한 결과 시멘트계에서 self-healing은 CSH겔, 수산화칼슘, 에트링자이트와 연관이 있음을 확인하였다. 또한 구체방수재가 섬유상(또는 침상)의 수화물의 생성을 촉진하고 이들 수화물이 망목구조 형태를 이루는 것을 확인하였다. 이러한 섬유상의 수화물이 시멘트 계의 self-healing에 매우 효과적인 것으로 판단된다.

직류전동기 제어기법을 적용한 3상 BLDC 모터 제어에 관한 연구 (A Study of Control for 3 Phase BLDC Motor using Control Methodology of DC Motor)

  • 김진만;남택근
    • 해양환경안전학회지
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    • 제29권6호
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    • pp.704-711
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    • 2023
  • 본 논문은 직류전동기(DC motor)와 전기적인 특성은 유사하지만, 수명과 신뢰성이 향상된 BLDC 모터의 제어기법에 대해 언급하고 있다. BLDC모터는 회전자의 위치 정보를 사용하여 직류전동기의 기계적인 접촉에 의한 정류 장치를 제거함으로써 내구성과 속도 안정성을 향상시킬 수 있다. 본 연구에서는 BLDC모터의 권선에 흐르는 전류가 직류전동기의 전기자에 흐르는 구형파 형태의 전류인 것에 착안하여 직류전동기에 대한 제어기를 설계하고, 설계된 제어기를 3상 BLDC모터에 적용하여 제어기의 유효성을 확인하였다. 이를 위해 3상 BLDC모터의 전기적인 파라미터 값을 가지는 단상 직류전동기의 모델링을 실시하였고, 도출된 시스템에 대해 근궤적법을 적용하여 전동기의 속도제어를 위한 PI 제어기를 설계하였다. DC 전동기의 속도제어 시뮬레이션을 시행하여 제어기의 성능을 확인하였고, 동일한 제어기를 MATLAB으로 구현한 3상 BLDC모터의 속도제어에 적용하였다. DC 전동기와 유사한 제어 결과를 3상 BLDC모터에서 얻을 수 있었고, 이를 통해 연구에서 제안한 제어기법의 유용성을 확인할 수 있었다.

단일절리 암반에서 그라우팅 주입거리 분석 (Analysis of grout injection distance in single rock joint)

  • 김지영;원조현;이종원;오태민
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제25권6호
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    • pp.541-554
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    • 2023
  • 터널 및 에너지/폐기물 저장과 관련하여 지하공간의 활용이 증가하는 추세이다. 지하공간의 안정성 확보를 위해서는 암반균열 및 절리를 보강하는 것이 중요하다. 절리와 같은 불연속면은 암반의 강도를 저하시키고, 지하공간 내부로 지하수 유입을 발생시킬 수 있다. 불연속면 주변의 암반 강도의 증대와 차수를 위해 암반 그라우팅을 활용할 수 있다. 그러나 암반 그라우팅 시 주입재료가 암반 절리 내 원활하게 주입되고 있는지 직접적인 확인에 한계가 있다. 그라우팅 주입재가 사전에 목표한 설계안과 같이 주입되지 않을 시 강도, 내구성 증대 및 차수성 향상 효과를 볼 수 없다. 따라서 실험적으로 평가가 어려운 그라우팅 주입재가 설계대로 주입되고 있는지 수치해석을 활용하여 사전에 평가할 필요가 있다. 본 연구에서는 개별요소 수치해석 프로그램인 UDEC (Universal Distinct Element Code)을 활용한 그라우팅 주입재의 물/시멘트 배합비, 주입압력, 주입유량과 같은 주입변수에 따른 주입성능을 평가하였다. 또한 실내실험을 통해 수치해석 결과와 비교하여 수치해석 모델의 신뢰도를 검증하였다. 본 연구결과는 향후 현장에서 그라우팅 설계 시 주입재의 물성, 주입시간, 펌프 압력과 같은 변수들을 최적화할 수 있는데 도움이 될 것으로 기대된다.

저수지 제체 보강을 위한 고화재 최적 배합비 결정 (Determination of Solidified Material's Optimum Mixing Ratio for Reservoir Embankment Reinforcement)

  • 우제근;황정순;김승욱;백승철
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제25권6호
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    • pp.5-12
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    • 2024
  • 현재 저수지 제체의 차수성 및 안전성 확보를 위해 약액을 저압으로 주입하여 제체 손상을 최소화하는 그라우팅 공법이 보편적으로 사용되고 있으나, 내구성 확보와 체계적인 고화재의 배합비 결정방법이 정립되어 있지 않은 문제들이 있다. 본 연구에서는 원지반과 고화재를 다양한 중량비율로 교반·혼합하였을 경우 혼합체의 투수계수와 강도를 실내시험을 통해 확인하였으며, 시험결과들의 분석을 통해 최적 배합비를 제안하였다. 실내실험을 위한 공시체는 고화재의 배합량을 고려하여 제작하였다. 투수시험용 공시체는 사질토와 점성토 별 고화재 배합량 1.5kN/m3에 대해 제작하였으며, 투수시험 결과 차수 성능이 확보되어 각종 설계기준을 만족하는 것을 확인하였다. 강도시험을 위한 공시체는 점성토의 경우 5가지, 사질토는 3가지 배합비로 각각 3개 총 24개의 시편을 제작하였으며, 시험 결과 사질토와 점성토 모두 배합량 2.0kN/m3 이하에서는 일축압축강도가 재령일이 증가함에 따라 선형적으로 증가하는 경향을 나타냈다. 따라서 현장에 적용되는 최적의 배합비는 고화재 배합량을 1.5kN/m3 및 2.0kN/m3으로 결정하였다. 또한 현재 운영 중인 노후 저수지 개보수사업 설계사례를 대상으로 실험성과를 반영한 수치해석을 실시한 결과 저수지 제체의 차수 및 안전성 증대 효과를 확인하였다.

리기다소나무 단판적층재(單板積層材)의 제조조건(製造條件)에 따른 물리적성질(物理的性質) 및 도장성능(塗裝性能) (Suitable Conditions of Producing the LVL from Pitch Pine and its Paint Film Durability)

  • 박상범;공영토;조재명
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제17권1호
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    • pp.3-11
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    • 1989
  • 리기다소나무 단판적층재(單板積層材)(LVL)의 가구용재(家具用材)로서의 적합성(適合成) 여부(與否)를 판단(判斷)하기 위한 기초자료(基礎資料)를 제공(提供)하고자 요소 멜라민수지(樹脂)와 페놀수지접착제(樹脂接着劑)를 사용(使用)하여 단판적층재(單板積層材)를 제조(製造), 그 물리적(物理的), 기계적(機械的) 성질(性質), 접착내구성(接着耐久性) 및 제조성능(製造性能)을 검토(檢討)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 리기다소나무 LVL 제조(製造)를 위한 적정압체시간(適正壓締時間)은 단판(單板)두께 1mm당(當) 45초(秒) 이상이 요구(要求)되었다. 2. 휨강도(强度)는 소재(素材)에 비(比)해 낮았으나 압축강도(壓縮强度)는 비슷하였고 단판(單板)의 두께가 얇을수록 강도(强度)는 증가(增加)하는 경향(傾向)이였다. 3. 충격(衝擊)휨흡수(吸收)에너지는 두께 2.5cm의 경우(境遇) 섬유직각방향(纖維直角方向)(상(上))이 $0.03kg{\cdot}m/cm^2$, 섬유방향(纖維方向)이 $0.24kg{\cdot}m/cm^2$으로 $0.68kg{\cdot}m/cm^2$인 소재(素材)에 비(比)해 매우 낮았다. 4. 열압체시간(熱壓締時間)을 45초(秒)/mm 이상(以上)으로 하면 침지박리(浸漬剝離) 및 한열반복시험시(寒熱反復試驗時), 접착층(接着層)의 박리(剝離), 표면할열(表面割裂), 부풀음, 변색(變色) 등(等)이 발생(發生)하지 않았다. 5. 진공침수시험(眞空侵水試驗)은 결과(結果), 섬유방향(纖維方向)으로서 수축율(收縮率)은 약(約) 1.0%, 섬유직각방향(纖維直角方向)(횡방향(橫方向))은 약(約) 3%였으며, 1~4개(個) 정도(程度)의 표면할제(表面割裂)이 관찰(觀察)되었다. 6. 온냉건고시험(溫冷乾燥試驗)에 의한 리기다소나무 LVL의 도막할열(塗膜割裂)은 전혀 관찰(觀察)되지 않았다. 7. 리기다소나무 LVL을 내장용(內粧用)으로 사용(使用)할 경우(境遇), 부착용화장단판(付着用化粧單板)으로서는 단판자체(單板自體)의 할열(割裂)이 적은 단판(單板)을 사용(使用)하여야 하며 부착용화장단판(付着用化粧單板)과 LVL의 표면(表面)이 서로 직교(直交)되도록 접착(接着)해야 표면할열(表面割裂)의 발생(發生)이 적고 표면부착성(表面付着性)이 향상(向上)되었다. 결론적(結論的)으로 리기다소나무 LVL은 접착성(接着性)은 매우 양호(良好)하였으며 휨강도(强度), 압축강도(壓縮强度) 및 충격(衝擊)휨흡수(吸收)에너지 등(等)은 가구재료(家具材料)로써 적정수준(適正水準)이었으나 단판자체(單板自體)의 옹이 및 할열(割裂)로 인(因)해 가구재료(家具材料)로 사용(使用)할 경우(境遇), 품질(品質)이 좋은 단판(單板) 즉, 화장단판(化粧單板) 등(等)으로 표면(表面)해양 할 것으로 생각되었다.

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핵심 농기계(트랙터, 콤바인 및 이앙기) 시장 및 기술 현황 분석 (Analysis of Market and Technology Status of Major Agricultural Machinery (Tractor, Combine Harvester and Rice Transplanter))

  • 홍성하;최규홍
    • 한국국제농업개발학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.8-16
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    • 2019
  • 이 연구는 국산 농기계의 내수 및 수출 경쟁력 제고방안을 도출하고자, 최근 5년간 한국과 일본산의 핵심 농기계에 대한 가격과 시장점유율을 분석하고, 양국 종합형업체의 매출액, 연구개발비 및 특허출원 현황을 분석하고, 높은 시장점유율을 보인 양국 핵심 농기계 대표모델의 성능, 품질 및 가격을 분석하였다. 2016년 우리나라의 4대 농기계 제조사의 연 매출 규모는 1,984-5,249억 원으로, 일본 주요 제조사의 2.7-15.7% 수준이다. 내수시장에서 일본산 농기계의 시장점유율은 트랙터 14.5%, 콤바인 31.1%, 이앙기 35.8%로 확대일로에 있는 것으로 분석되었다. 트랙터의 규격별 가격과 시장점유율을 분석한 결과, 국산 트랙터는 80 ps급 이상 대형일수록 가격경쟁력이 떨어질 뿐만 아니라 시장점유률도 감소하였다. 국산 콤바인의 시장점유율은 자탈형 4조식과 6조식에서 증가하였으나, 가장 많이 공급된 5조식 콤바인(전체의 49.0%를 차지)은 지난 5년간 85.0%에서 60.7%로 감소하였다. 이는 국산 5조식 콤바인 가격이 일본산의 90.7-108.6%로 가격경쟁력 약화에 기인한 것으로 판단된다. 6조식 이앙기(전체의 88.7%를 차지)중에서 국산이 62.6-68.0%를 유지하는 것으로 분석되었다. 국산 6조식 가격은 일본산의 83.1-85.5% 수준으로 가격 경쟁력이 있지만, 가격 차이가 3,690-4,420천원에 불과하여 시장 점유율이 확대되지 못한 것으로 판단된다. 국내 종합형업체의 농기계부문 매출액은 일본 종합형업체의 2.7-15.7%로 크게 낮고, 종업원 1인당 매출액은 일본의 43.9-81.5%에 불과하여 낮은 생산성을 보이고 있다. 연구원 수는 일본의 13.2-28.1%로 낮았으나, 종업원수 대비 연구원수 비율은 145-176.5%로 오히려 더 높았다. 또한 매출액 대비 연구개발비의 비중은 일본 구보다사 보다 123.1-153.8%로 높게 나타났다. 또한, 국내 농기계 산업과 내수시장을 위협하고 있는 일본 제조사의 국내 특허등록은 2010년 이후 급속한 증가세로, 2016년 기준으로 트랙터의 58.5%, 콤바인의 79.9%, 이앙기의 69.8%를 차지하고 있어 기술권리성 확보가 심각한 상태이다. 특히 핵심 농기계에 대해 일본의 국내 특허등록은 주요 핵심기술에 집중되었는데, 트랙터는 본체·변속장치에 37%, 콤바인은 본체·탈곡장치에 54%, 이앙기는 본체에 57%가 집중된 것으로 분석되었다. 따라서 기술권리성 확보 및 내수시장 방어를 위해 제조사의 자체 연구개발비를 증액과 더불어 정부지원 R&D와 특허의 정량적인 출원·등록을 연계하는 제도적 보완 및 지원확대가 필요하다. 국내에서 높은 시장점유율을 보인 양국 핵심 농기계 대표모델의 성능, 품질 및 가격, 가격차이(국산-수입산)/농가소득, 시장점유율을 분석한 결과, 일본산 트랙터의 가격은 국산 대비 130.8-136.3% 고가이고, 농가소득 대비 가격차이율은 37.6%, 시장점유율은 0.1-0.2%를 보였다. 콤바인은 가격 92.0-110.2%에서 가격차이율 -14.2-18.3%와 시장점유율 6.2-8.1%를, 이앙기는 각각 117.0-120.4%, 9.9-11.9%, 5.5-16.1%를 보여, 시장점유율은 농기계의 가격과 농가소득 대비 가격차이 비율에 높은 영향을 받는 것으로 나타났다. 농기계의 경쟁력 강화를 위해서는 단기적으로 고장이 적어야 한다. 내수시장에서 국산 농기계는 가격대비 품질이 낮고 고장빈도가 높아 농가로부터 신뢰성과 시장점유율이 크게 감소하였다. 따라서 고장빈도가 높은 부품의 내구성 향상과 고품질 부품 개발, 부품 표준화 등을 담당하는 전문연구기관의 설립이 필요하다. 또한 중장기적으로 현재까지의 선진기술 추격과 응용기술 개발에서 탈피하여 핵심 요소기술개발에 역점을 두어야한다. 이를 위한 기술 로드맵 수립, 산학연 협력 확대와 정부의 연구개발비 증액, 산업체의 구조조정과 기술혁신이 필요하다.