• 비파괴검사학회지
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• 제29권5호
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• pp.427-435
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• 2009

배관, 축 등과 같은 원통형 구조물은 산업설비에 널리 이용되고 그 중요성으로 인해 지속적인 건전성 평가를 요구하는 대상이 되는 경우가 많다. 최근, 이러한 원통형 구조물의 비파괴평가를 위해 자기변형 패치 트랜스듀서를 이용한 비틀림 유도초음파 검사가 활발히 연구되고 있다. 하지만, 기존의 자기변형 패치 트랜스듀서가 민감도 증가를 위해 자기변형 성능이 큰 강자성 패치를 구조물에 부착하여 사용하기 때문에, 시간과 비용의 소모를 비롯한, 많은 불편함을 초래한다는 한계를 지니고 있다. 이러한 기존 트랜스듀서의 단점을 극복하기 위해서 원통형 구조물에 적용이 가능한 비틀림파 변환용 모듈형 자기변형 트랜스듀서를 개발하였다. 제안한 트랜스듀서는 모든 구성요소가 모듈 내부에 집적되어 강자성 패치를 구조물에 따로 부착하는 대신, 전단 커플런트를 이용한 액상접촉이나 매개물을 사용하지 않는 건식접촉 방법으로 사용이 가능하므로, 비틀림 유도초음파 시험을 용이하고 효율적으로 수행할 수 있는 수단을 제공한다. 본 연구에서는, 상세한 구조와 구동원리를 기술하고 탄소강 시편을 대상으로 실험적 검증을 수행함으로써, 제안한 트랜스듀서의 성능 및 응용가능성을 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제29권2호
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• pp.122-129
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• 2009

유도초음파 검사는 구조물의 장거리 탐상 적용 가능성으로 인해 최근 많은 주목을 받고 있다. 이러한 유도초음파를 이용한 비파괴검사에 있어서 탐상 성능은 검사시 이용하는 유도초음파 모드에 많은 영향을 받기 때문에 탐상 목적에 맞는 적절한 모드를 선택하는 것이 매우 중요하다. 판형 구조물 검사의 경우, 현재까지 램파가 주로 이용되어 왔고 SH파의 응용은 상대적으로 적었다. SH파의 장점에도 불구하고 응용 빈도가 적은 것은 무엇보다도 성능이 검증되면서 사용이 용이한 트랜스듀서가 부족한 데 주 원인이 있다. 본 연구에서는 자기변형 현상을 이용한 새로운 소형 SH파 유도초음파 트랜스듀서 모듈을 제안하고자 한다. 기존의 SH파용 자기변형 트랜스듀서가 패치를 구조물에 접착제로 부착해서 사용해야하는 점으로 인해 많은 불편을 초래한 데 비해, 제안한 트랜스듀서는 모듈로 제작되어 전단커플런트와 함께 이용할 수 있으므로 현장에서 신속하고 편리하게 적용이 가능하다. 개발된 트랜스듀서 모듈의 SH파 변환 기전과 구조를 설명하였으며, 이를 이용한 유도초음파 전파 시험을 통해 제안한 트랜스듀서 모듈의 성능 및 응용가능성을 확인하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.566-568
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• 2008

An E-OPMT(Electronically-controllable OPMT) was developed as an alternative of OPMT which could adjust the direction of the generated guided waves in a plate manually. The key idea of controlling the wave direction electronically is based on a few sets of axisymmetric figure-of-eight coils and the magnet which is located for making static omni-directionally biasing magnetic field over the patch. However, in order to explain wave phenomenon generated by this transducer, a new approach is required because there are various combinations between static biasing magnetic field and dynamic actuating magnetic field on the patch, not similar to OPMT. In this paper, the experiments were performed to understand characteristics of E-OPMT and the new theoretical analysis was set up for explaining the result.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권8호
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• pp.1075-1081
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• 2010

최근 가공성이 우수하고 강한 자기변형성을 가진 강자성 패치가 소개되면서, 이를 이용한 탄성초음파 변환 연구가 활발하다. 이러한 자기변형 패치 트랜스듀서는 SH 파와 비틀림파 등 전단파 변환 성능이 우수하여 비파괴평가 분야에서 많은 주목을 받고 있지만, 지금까지 관련 연구가 유도초음파 변환에 집중된 반면 체적초음파에는 아직 적용이 된 예가 없다. 본 연구에서는, 자기변형성이 큰 재질 중 하나인 철-코발트 합금을 이용한 체적전단파 트랜스듀서를 제안하고자 한다. 제안한 트랜스듀서는 강자성 패치, 코일, 영구자석, 요크를 포함하여 모듈형으로 설계되었고, 실험을 통해서 파형 및 방사 패턴 등을 측정하였다. 결과적으로, 제안한 트랜스듀서는 신호대잡음비 및 방사패턴 면에서 상당히 우수한 성능을 보임을 확인하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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• pp.542-545
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• 2005

This paper is concerned wi th the generation of the Lamb waves in a non­ferromagnetic plate by a recently-developed orientation-adjustable patch-type magnetostrictive transducer (OPMT) and the dispersion analysis from the measured Lamb waves. OPMT is capable of adjusting wave-propagation orientation only with a single installation on a plate. The mechanics behind the wave generation and measurement by the magnetostrictive phenomenon, the working principle of OPMT is explained and the actual generation and measurement of the Lamb waves were conducted in a 3 mm-thick aluminum plate. For the accurate analysis of the dispersion characteristics of the measured Lamb waves, a modified version of the short-time Fourier transform, known as the dispersion-based short-time Fourier transform, was employed. The results presented in this work would serve as the underlying research for an advanced non-destructive evaluation based on ultrasonic waves.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2004년도 추계학술대회논문집
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• pp.423-427
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• 2004

In this work, we propose a new ultrasonic damage inspection method in plate structures. The proposed method employs an OPMT (Orientation-adjustable Patch-type Magnetostrictive Transducer) in order to make the ultrasonic waves focused on the specific target point. For experiments, virtual grid points were set up at every 50 mm in an aluminum plate and two OPMTs were used for inspection. If there exists a crack in a plate, the reflected Lamb wave from the crack is measured in addition to the direct waves from the transmitting transducer to the receiving transducer.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.807-808
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• 2008

This is concerned with the radiation pattern of elastic waves in a plate generated by an orientation-adjustable patch-type magnetostrictive transducer. In general, not only the Lamb waves but also shear horizontal (SH) waves are produced by the deformation of the circular magnetostrictive patch bonded to a plate. Among the two types of waves, this paper investigates the radiation patterns of SH waves. A number of experimental results are presented. They are also accurately predicted by a theory developed by the present authors. Experimental findings were explained by a theoretical analysis.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.81-86
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• 2005

In this work, we propose a new ultrasonic damage inspection method in plate structures. The proposed method employs an OPMT(orientation-adjustable patch-type magnetostrictive transducer) in order to make the ultrasonic waves directed to a specific target point. For experiments, virtual grid points were set up at every 50 mm in an aluminum plate and two OPMTs were used for inspection. If there exists a crack in a plate, the reflected Lamb wave from the crack is measured in addition to the direct waves from the transmitting transducer to the receiving transducer.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.227-233
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• 2011

The ultrasonic guided wave phased array using magnetostrictive patch transducers is proposed. The magnetostrictive transducer has received much attention because it is cost-effective and capable to generate ultrasonic waves with a simple configuration. However, it has not been used for ultrasonic guided wave phased array applications until now. In this paper, we propose a magnetostrictive transducer based phased array system consisting of a multi-channel function generator, power amplifiers and Lamb wave magnetostrictive transducers. To check the performance of the ultrasonic guided wave phased array, several Lamb wave focusing experiments were carried out in an aluminum plate. The results demonstrated the capability of the developed array to focus the Lamb waves at specific target points.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2006년도 춘계학술대회논문집
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• pp.1159-1164
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• 2006

Torsional vibration is an important vibration mode when shafts, cylinders and pipes are considered. However, the modal testing of torsional vibrations is not an easy job to carry out because of the lack of proper transducers. This work presents a new torsional vibration transducer based on the magnetostrictive principle and its application to torsional modal testing. The transducer is so designed as to generate/measure only torsional vibrations excluding other vibration modes such as longitudinal and bending vibrations. The transducer is composed of ferromagnetic patches bonded to a test structure, permanent magnets, and a solenoid. Though patches and magnets are bonded to a structure, torsional vibrations are generated and measured wirelessly by a solenoid encircling a test structure. The proposed transducer works even at considerably high frequencies, say, tens of kilohertz. Furthermore, the transducer can be manufactured at a low price. To check the performance of the proposed method, the torsional modal testing on a hollow aluminum shaft was conducted. The results, such as eigenfrequencies, obtained by the proposed transducer agreed favorably with theoretical results.