• 대한기계학회논문집A
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• 제35권10호
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• pp.1243-1248
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• 2011

내부결함은 주조제품의 강도 및 피로 수명에 있어 상당한 영향을 미치기 때문에 주조공정에서 주요 관심사 이다. 일반적으로 내부결함은 응력집중을 발생시키며 균열의 시작점이 되므로 피로 수명과 같은 기계적 거동에 있어 수축공과 같은 결함을 이해하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 내부결함을 고려한 인장시편에 대해 피로시험을 수행하고 주조결함을 고려할 때의 특정하중피로노치 계수를 산정하였다. 실제 내부결함은 산업용 CT 장비를 통해서 확인하였으며 확인된 결함은 형상단순화법에 의해 타원체로 단순화 하고 응력해석과 피로해석을 수행하였다. 그 결과 우리가 제안한 방법이 기계적 거동에 있어 내부결함의 영향을 조사하고 피로수명 등을 예측함에 있어 유용함을 확인할 수 있었다.

• 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신설비학회 2008년도 정보통신설비 학술대회
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• pp.509-512
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• 2008

본 논문에서는 원전 증기발생기세관 진단을 위한 와전류탐상의 전자기 수치해석을 수행하였다. 전자기적 특성을 해석하기 위하여 맥스웰 방정식을 이용하여 지배방정식을 유도하였고, 3차원 전자기 유한요소 프로그램인 OPERA 3D를 이용하여 전자기 수치 해석을 수행하였다. 신호해석을 위해 사용된 프로브의 종류는 배열와전류프로브이며, FBH 결함의 신호를 해석하였다. 결함의 깊이는 세관 두께의 40[%], 60[%] 및 100[%]로 하였다. 시험주파수는 100[kHz], 300[kHz], 400[kHz]를 사용하였고, 각각의 결함 및 시험주파수에 대한 결과를 비교 분석하였다. 본 논문의 결과는 앞으로 배열와전류프로브를 이용하여 원전 증기발생기세관 진단을 할 경우 신호 해석에 도움이 될 것으로 사료된다.

• 비파괴검사학회지
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• 제19권5호
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• pp.333-339
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• 1999

가장 널리 이용되고 있는 대표적인 비파괴 평가 기술들 중의 하나인 초음파 응용 기술은 각종 구조물에 존재하는 내부결함에 의한 산란신호를 통해 건전성을 평가하는 기법이므로 결함의 신뢰성 높은 정량적 평가를 위해서는 결함으로부터의 초음파 산란신호특성에 대한 기본적 이해가 필수적이며 따라서 이를 위한 모델링 수치해석 연구가 요구된다. 본 연구에서는 동탄성 경계요소법을 이용하여 무한체 내부에 존재하는 기공 결함에 의한 초음파 수평횡파의 근거리 및 원거리 산란특성에 대하여 결함으로부터의 거리 영향을 고려하여 해석하였다. 이때 경계요소해석으로 구한 주파수 영역의 원거리 산란장을 실제 결함 탐상시 관찰할 수 있는 시간영역의 신호로 나타내기 위하여 IFFT처리를 하였다. IFFT처리하여 얻은 파형으로부터 원형 기공결함과의 거리가 증가할수록 진폭은 감소하고 시간지연이 나타남을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권12호
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• pp.1599-1604
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• 2012

주조공정에서 발생하는 수축공과 같은 내부 결함은 일반적으로 응력집중을 발생시키며 균열의 시작점이 되므로 충격과 같은 기계적 거동에 있어 결함의 영향을 이해하는 것이 중요하다. 본 연구는 주조 알루미늄 합금의 충격 거동에 대한 내부 수축 결함의 영향을 실험적 방법과 전산 해석을 이용하여 비교 및 평가하였다. 시편의 내부 결함은 주조 후 산업용 CT 장비를 통해 검출하였으며 추출된 결함은 형상단순화법에 의해 타원체로 단순화하고 충격 해석을 위한 전산 해석을 수행하였다. 그 결과 본 연구에서 제안한 방법으로 내부 결함을 포함한 주조품의 충격 거동을 실험과 유사하게 예측함을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권2호
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• pp.167-175
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• 2014

가동중검사 동안 가압중수로 압력관에서 탐지된 베어링 패드 프레팅 결함, 이물질 프레팅 결함 등 체적결함에 대해서는 CSA N285.8-05 에 따라 탄성 응력집중계수 수식을 이용하여 피로균열 및 수소지연균열이 개시되는 것을 평가하여야 한다. CSA N285.8-05 에는 이물질 프레팅 결함에 대해서는 선형파괴역학 기반한 개략적인 수식만이 제시된다. 본 연구에서는 이러한 이물질 프레팅 결함에 대해 2 차원 유한요소 해석과 일부 수정된 Kinectrics 사의 공학적 절차를 통해 이물질 프레팅 결함의 기하학적 특성이 좀더 상세히 고려된 탄성 응력집중계수 수식을 도출하였다. 도출된 수식을 적용한 결과와 3 차원 유한요소 해석 결과를 비교한 결과, 도출된 수식은 유한요소 해석과 잘 일치하는 결과를 얻을 수 있음을 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제20권2호
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• pp.130-137
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• 2000

대표적인 비파괴 평가 기술들 중의 하나인 초음파응용 기술은 각종 구조물에 존재하는 내부결함에 의한 산란신호를 통해 건전성을 평가하는 기법이므로 결함의 신뢰성 높은 정량적 평가를 위해서는 결함으로부터의 초음파 산란신호특성에 대한 기본적 이해가 필수적이며 따라서 이를 위한 모델링 수치해석 연구가 요구된다. 모델링 기법들은 비파괴 평가기술에 있어서 중요한 역할을 하고 있고 많은 모델링 기법들이 결함의 탄성파 산란문제를 해석하기 위하여 사용되어 오고 있다. 본 연구에서는 다양한 수치기법들 중 탄성파 산란문제 해석에 있어 많은 장점을 가지고 있는 동탄성 경계요소법에 대하여 자세히 소개하고, 응용 예로서 경계요소법을 이용한 기공결함의 수평횡파 산란장 해석과 표면균열의 표면파 산란장 해석을 소개한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.225-235
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• 2020

초음파 탐상은 다양한 콘크리트 구조물의 비파괴검사에서 활용된다. 본 연구에서는 골재형상을 고려한 골재-모르타르 모델 생성과 초음파 전파 해석을 수행하였다. 실제 골재형상을 반영하기 위해 이미지처리를 통한 골재-모르타르 단면으로부터 모르타르와 골재 영역을 파악하고, 영역 경계형상을 보존하면서 격자를 생성하는 기법을 개발하였다. 개발된 기법에서는 모든 격자가 4각형으로 생성된다. 골재-모르타르 모델을 통해 초음파 전파 해석을 수행하였고 모델을 반무한체로 간주하기 위해 CALM 기반 경계흡수 조건을 적용하였다. 골재 및 결함을 포함한 이미지로부터 격자를 생성한 뒤, 결함 영역에 포함된 격자를 제거하여 공극결함을 모사하였다. 본격적인 결함탐지 전 선행 해석을 통해 모델 동특성을 고려한 적절한 가진 주파수를 결정 및 가진 신호형상을 설계하였다. 이후 case 별초음파 전파 해석을 통해 신호를 획득하고 신호 에너지 맵핑 작업을 통해 내부 결함을 가시화 하였다. 가시화 결과, 골재에 의한 다수반사 및 산란현상이 관찰되지만 결함부에서 신호 에너지는 가장 높게 나타났으며 모든 해석 case에서 결함위치 추정이 가능하였다. 또한 균열의 경우 형상파악도 가능하였다.

• 플랜트 저널
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• 제11권2호
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• pp.39-44
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• 2015

본 연구는 석탄화력 탈황설비인 흡수탑 교반기용 유도전동기의 베어링 결함진단을 토대로 전류 스펙트럼 해석이 예측정비 수단으로서 활용할 수 있는지를 논하고자 하였다. 베어링의 교체 전과 후의 전류스펙트럼 해석을 하고 베어링을 육안 점검하여 비교 분석함으로써 실제 발전 산업현장에서 부하운전중인 유도전동기의 베어링의 결함진단을 하였다. 분석 결과, 볼과 외륜의 베어링 결함에 해당하는 주파수성분이 예측한 값으로 검출되었고 전압기준의 진폭크기로 환산하여 베어링 교체하기 전과 후를 비교하면 결함이 진행될 경우 볼 결함에서는 약 2.9배 증가되고 외륜 결함에서는 약 2.24배 증가 되었음을 확인할 수 있었다. 이 같은 결론으로 인위적인 고장요소에 의한 베어링 결함진단 뿐만 아니라 산업현장에서 부하 운전되고 있는 유도전동기의 베어링 결함을 사전에 예측하는데 있어서도 매우 유용하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제11권1호
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• pp.161-171
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• 1999

본 연구는 비파괴 검사방법인 충격 공진법을 이용하여 결함을 갖는 콘크리트 시험체로부터의 반사신호를 정량적으로 해석하기 위한 연구이다. 충격 공진법은 비교적 저주파의 강한 에너지를 콘크리트내에 가하여 그 반사신호로부터 결함이나 경계층 등을 조사하기 때문에 굵은 골재 등을 포함하고 중량물인 콘크리트 구조물의 탐사에 유용하다. 그러나, 보나 기둥 등의 작은 경계를 갖는 콘크리트 시험체를 대상으로 할 경우에는 각 경계로부터 수평방향을 왕복하는 R-파의 영향이 크기 때문에 결함 또는 경계층으로부터의 반사신호인 수직방향으로부터의 P-파의 세기가 충분히 크지 못하면, 결함 등으로부터의 신호를 검출하기 어렵게 된다. 따라서, 본 연구에서는 시험체의 경계조건과 결함의 위치에 따라 발생 가능한 각 진동모드를 정량적으로 해석하는 방법을 연구하여 결함으로부터의 신호를 검출하는 방법에 대해 검토하였다. 그 결과, 각모서리의 길이가 50cm 이내의 작은 경계조건과 50cm의 깊은 두계를 갖는 콘크리트 시험체내의 결함에 대해서도 콘크리트가 부배합 조건이고 결함의 깊이가 30cm이내일 경우 정량적 탐사가 가능하며, 각 모서리의 크기가 충분히 큰 대형 시험체 조건에서는 보다 용이하고 폭넓게 다양한 조건의 결함 등에 대한 정량적 참사가 가능하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.159-165
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• 2008

본 논문에서는 전자기 유한요소 해석을 통하여 배열와전류프로브의 T/R 코일의 와전류탐상 특성을 해석하였다. 신호해석을 위해 사용된 결함은 Notch 결함이며, 결함의 깊이는 관두께를 기준으로 40[%]로 하였으며, 결함의 위치는 관의 내부 및 외부에 있는 것으로 하였다. Transmit 코일을 중심으로 Receive 코일의 위치를 원주방향으로 $0[^{\circ}]$, $30[^{\circ}]$, $60[^{\circ}]$, $90[^{\circ}]$에 위치시키면서 신호해석을 수행하였다. 프로브의 전자기적 특성을 해석하기 위하여 맥스웰 방정식을 이용하여 지배방정식을 유도하였고, 이를 3차원 유한요소법을 이용하여 수치 해석을 수행하였다. 두 종류 결함의 수치해석 비교 결과 내부결함의 신호가 외부결함보다 크게 발생하였고, Transmit 코일에 대한 Receive 코일의 각도 및 위치 변화시 결함신호의 차이를 확인할 수 있었다. ASME 표준 시험편을 이용한 배열와전류 프로브의 와전류탐상 실험신호와 비교결과 유사한 신호를 확인할 수 있었다. 본 논문의 결과는 배열와전류 프로브의 와전류 탐상 신호 평가시 도움이 될 것이다.