Through the use of finite element analysis and acoustic emission techniques we have evaluated the interfacial failure of a carbon fiber reinforced polymer (CFRP) repair patch on a notched aluminum substrate. The repair of cracks is a very common and widely used practice in the aeronautics field to extend the life of cracked sheet metal panels. The process consists of adhesively bonding a patch that encompasses the notched site to provide additional strength, thereby increasing life and avoiding costly replacements. The mechanical strength of the bonded joint relies mainly on the bonding of the adhesive to the plate and patch stiffness. Stress concentrations at crack tips promote disbonding of the composite patch from the substrate, consequently reducing the bonded area, which makes this a critical aspect of repair effectiveness. In this paper we examine patch disbonding by calculating the influence of notch tip stress on disbond area and verify computational results with acoustic emission (AE) measurements obtained from specimens subjected to uniaxial tension. The FE results showed that disbonding first occurs between the patch and the substrate close to free edge of the patch followed by failure around the tip of the notch, both highest stress regions. Experimental results revealed that cement adhesion at the aluminum interface was the limiting factor in patch performance. The patch did not appear to strengthen the aluminum substrate when measured by stress-strain due to early stage disbonding. Analysis of the AE signals provided insight to the disbond locations and progression at the metal-adhesive interface. Crack growth from the notch in the aluminum was not observed until the stress reached a critical level, an instant before final fracture, which was unaffected by the patch due to early stage disbonding. The FE model was further utilized to study the effects of patch fiber orientation and increased adhesive strength. The model revealed that the effectiveness of patch repairs is strongly dependent upon the combined interactions of adhesive bond strength and fiber orientation.
Journal of the Korean Society of Laryngology, Phoniatrics and Logopedics
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v.33
no.2
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pp.64-76
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2022
Praat is a useful analysis tool for linguists, engineers, doctors, speech-language pathologits, music majors, and natural scientists. Basic parameters including duration, pitch, energy and perturbation parameters such as jitter and shimmer can be easily measured and manipulated in the sound editor. When a more in-depth analysis is needed, it is recommended to understand the advanced menus of the object window and learn how to use them. Among the object window menus, vowel formant analysis, spectrum analysis, and cepstrum analysis can be cited as useful ones in the clinical field. The spectrum object can be usefully used for voice quality measurement and diagnosis of patients with voice disorders by showing the energy distribution according to frequency axis (domain). A cepstrum object is useful for speech analysis when periodicity of the sound object is not measurable. The low to high ratio obtained from the spectral object and the CPPs measured from the cepstrum object have attracted many researchers, and it has been proven that the CPPs measured in Praat are relatively excellent.
Kim, Ji Man;Jung, Byung Kyoo;Heo, So Jung;Ahn, Se Jin;Jeong, Weui Bong
Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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v.24
no.8
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pp.628-635
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2014
The procedure to estimate the sources of noise and vibrations in a typical drum-type washing machine was presented. The sources should be identified to predict the radiated noise with computational model of structure. Source identification techniques based on singular decomposition were implemented using the measured signals of accelerometers and microphones. The finite element analysis and indirect boundary element analysis were implemented to predict the structural vibrations and the acoustic pressures at the field points. The predicted results by only structural sources were compared with those by both structural and acoustical sources. It was verified that not only the structural-borne source but also air-borne source should be considered to predict the radiated noise with better accuracy. The contribution analysis with respect to the transfer path was also preformed.
This thesis deals with a method to solve a two-and-one-half-dimensional ($2\frac12$ D) problem, which means that the ocean environment is two-dimensional whereas the source is fully three-dimensionally propagating, including three-dimensional refraction phenomena and three-dimensional back-scattering, using two-dimensional two-way parabolic equation method combined with Fourier synthesis. Two dimensional two-way parabolic equation method uses Galerkin's method for depth and Crank-Nicolson method and alternating direction for range and provides a solution available to range-dependent problem with wave-field back-scattered from discontinuous interface. Since wavenumber, k, is the function of depth and vertical or horizontal range, we can reduce a dimension of three-dimensional Helmholtz equation by Fourier transforming in the range direction. Thus transformed two-dimensional Helmholtz equation is solved through two-way parabolic equation method. Finally, we can have the $2\frac12$ D solution by inverse Fourier transformation of the spectral solution gained from in the last step. Numerical simulation has been carried out for a canonical ocean environment with stair-step bottom in order to test its accuracy using the present analysis. With this spectral parabolic equation method, we have examined three-dimensional acoustic propagation properties in a specified site in the Korean Straits.
In this paper, we analysis to consider the performance of PSPM (Phase Shift Pulse-position Modulation), the one of the low power communication technique, in near-field underwater sound channel by sea trial. PSPM is a QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) modulation combined with PPM(Pulse Position Modulation) for low power communication in WBAN(Wireless Body Area Network). It is known that the bandwidth efficiency of PSPM is lower than conventional PSK but the power efficiency increases. In this paper, we will analyze the BER performance of PSPM using data acquired from the sea trials. The BER of QPSK was $6.04{\times}10^{-2}$, PSPM was $3.5{\times}10^{-1}$. Also, PSNR of QPSK was 9.37 dB and in case of PSPM was 9.11 dB.
The conventional communication method using mud flow pressure waves has a speed of 1-2 bps, so it takes a long time to communicate, making real-time control impossible. Although the sound wave communication method for improving the communication speed by 10 times or more has been commercialized, its use is limited due to its high price and there are not many application cases. In this study, the simulator corresponding to the facility was developed to develop performance similar to the actual test results. For simulating sound wave communication through a drill pipe, we proposed a governing equation that can simulate friction damping by mud and developed a numerical analysis model. The attenuation factor was corrected by comparing it with the attenuation rate of sound wave energy at the drilling site. The developed numerical analysis model was applied to the QPSK modulation type communication algorithm to confirm the excellent performance of the communication error rate of 0.04% in the ground. This is the communication performance under the condition that noise has not been mixed yet, and in order to apply it, the technology of reproducing the actual noise signal for mixing by securing the field noise data was established.
In this paper we analyzed the localization error of near-field detection algorithm in the sea. The near-field detection algorithms using triangulation and wavefront curvature basically assume a signal in two dimension of bearing and range. But the assumption causes localization error because there is three dimension of bearing, range, and depth in the sea. Even through three dimensional effect is considered, the localization error is occurred if multipath propagation in the sea is ignored. To analyze the localization error in the sea, we simulate the near-field localization using acoustic propagation model and focused beamforming considering wavefront curvature. The simulation results indicate that localization error always occurs in the sea and the error varied with sound velocity profile, water depth, bottom slope, source range, etc.
Kim, Kwan-Ju;Lee, Geun-Ho;Kim, Hyun-Jun;Lee, Won-Ku
Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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v.19
no.4
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pp.378-385
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2009
In establishing silent environment such as automobile and industrial instrument, the roles of the insulating materials are critical. The proper and effective positioning of insulating materials is essential in the field of noise as well as in designing silent automobile. In this paper, we proposed the systematic and efficient scheme for optimizing complete automotive interiors for noise control. In order to attain this purpose, following analysis has been carried out: First, measuring the Biot parameters of insulating materials and the transmission loss with reflecting the appropriate arrangement of insulating materials has been experimented. In addition, we made comparison among transmission loss by the tools of analysis and verification, experimental value under consideration of various situations of automobile and analysis by the SEA.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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v.32
no.6
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pp.429-445
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2008
Two-phase compressible flow fields of air-water are investigated numerically in the fixed Eulerian grid framework. The phase interface is captured via volume fractions of each phase. A way to model two phase compressible flows as a single phase one is found based on an equivalent equation of states of Tait's type for a multiphase cell. The equivalent single phase field is discretized using the Roe‘s approximate Riemann solver. Two approaches are tried to suppress the pressure oscillation phenomena at the phase interface, a passive advection of volume fraction and a direct pressure relaxation with the compressible form of volume fraction equation. The direct pressure equalizing method suppresses pressure oscillation successfully and generates sharp discontinuities, transmitting and reflecting acoustic waves naturally at the phase interface. In discretizing the compressible form of volume fraction equation, phase interfaces are geometrically reconstructed to minimize the numerical diffusion of volume fraction and relevant variables. The motion of a projectile in a water-filled tube which is fired by the release of highly pressurized air is simulated presuming the flow field as a two dimensional one, and several design factors affecting the projectile movement are investigated.
Special track systems used to divert a train to other directions or other tracks are generally called 'railway turnout'. A traditional turnout system consists of steel rails, switches, crossings, steel plates, fasteners, screw spikes, timber bearers, ballast and formation. The wheel rail contact over the crossing transfer zone has a dip-like shape and can often cause detrimental impact loads on the railway track and its components. The large impact also emits disturbing noises (either impact or ground-borne noise) to railway neighbors. In a brown-field railway track where an existing aged infrastructure requires renewal or maintenance, some physical constraints and construction complexities may dominate the choice of track forms or certain components. With the difficulty to seek for high-quality timbers with dimensional stability, a methodology to replace aged timber bearers in harsh dynamic environments is to adopt an alternative material that could mimic responses and characteristics of timber in both static and dynamic loading conditions. A critical review has suggested an application of an alternative material called fibre-reinforced foamed urethane (FFU). The full-scale capacity design makes use of its comparable engineering characteristics to timber, high-impact attenuation, high damping property, and a longer service life. A field trial to investigate in-situ behaviours of a turnout grillage system using an alternative material, 'fibre-reinforced foamed urethane (FFU)' bearers, has been carried out at a complex turnout junction under heavy mixed traffics at Hornsby, New South Wales, Australia. The turnout junction was renewed using the FFU bearers altogether with new special track components. Influences of the FFU bearers on track geometry (recorded by track inspection vehicle 'AK Car'), track settlement (based on survey data), track dynamics, and acoustic characteristics have been measured. Operational train pass-by measurements have been analysed to evaluate the effectiveness of the replacement methodology. Comparative studies show that the use of FFU bearers generates higher rail and sleeper accelerations but the damping capacity of the FFU help suppress vibration transferring onto other track components. The survey data analysis suggests a small vertical settlement and negligible lateral movement of the turnout system. The static and dynamic behaviours of FFU bearers appear to equate that of natural timber but its service life is superior.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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