• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제14권3호
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• pp.320-330
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• 2000

It is desirable to perform nondestructive evaluation (NDE) to assess material properties and part homogeneity because the manufacturing of carbon/carbon brake disks requires complicated and costly processes. In this work several ultrasonic techniques were applied to carbon/carbon brake disks (322mm ad, 135mm id) for the evaluation of spatial variations in material properties that are attributable to the manufacturing process. In a large carbon/carbon disk manufactured by chemical vapor infiltration (CYI) method, the spatial variation of ultrasonic velocity was measured and found to be consistent with the densification behavior in CYI process. Low frequency (e.g., 1-5MHz) through-transmission scans based on both amplitude and time-of-flight of the ultrasonic pulse were used for mapping out the material property inhomogeneity. Images based on both the amplitude and the time-of-flight of the transmitted ultrasonic pulse showed significant variation in the radial direction. The radial variations in ultrasonic velocity and attenuation were attributed to a density variation caused by the more efficient densification of pitch impregnation near the id and od and by the less efficient densification away from the exposed edged of the disk. Ultrasonic velocities in the edges of the disk. Ultrasonic velocities in the thickness direction were also measured as a function of location using dry-coupling transducers ; the results were consistent with the densification behavior. However, velocities in the in-plane directions (circumferential and radial) seemed to be affected more by the relative contents of fabric and chopped fiber, and less by the void content.

• 비파괴검사학회지
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• 제31권4호
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• pp.367-373
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• 2011

유도초음파를 활용한 진단 기술은 기존의 체적파를 이용한 진단 기법과 달리 장거리 진단의 장점 때문에 널리 사용된다. 대부분의 산업현장에서는 배관이 코팅되어 있거나 땅속이 묻혀있다. 이러한 경우 감쇠의 영향으로 기존의 방식으로는 진단에 어려움이 있다. 본 연구에서는 배관에서 전파되는 유도초음파 전파 모드별 음장을 직교모드확장기법을 이용하여 계산하였다. 단일 탐촉자에 의해 전파되는 유도초음파의 음장과 다중 탐촉자 모델링을 바탕으로 배관에서 전파되는 음장 특성을 해석하기 위해 유도초음파 모드별 집속 기술이 사용되었다. 추가적으로 배관에서 전파되는 유도초음파를 가진하는 탐촉자의 개수에 따른 집속 민감도가 종형 모드와 휨형 모드를 이용하여 계산되었다. 본 연구를 통하여 단일 탐촉자에 의해 가진된 유도초음파와 집속 알고리즘을 적용한 다중 탐촉자에 의해 가진된 음장을 비교하여 높은 에너지가 접속 되는 것을 확인 하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제31권5호
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• pp.494-499
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• 2011

인체 근골격 시스템에 대한 다물체 동역학 모델을 이용한 동작중의 인체 내부의 생체역학 분석 및 평가 기술에 대하여 기술하였다. 의료영상과 사체실험 결과를 기본으로 하는 인체 다물체 동역학 모델과 3차원 동작분석 시스템을 이용한 인체 동작분석기술을 이용하여 생체내 발생하는 관절기구학, 관절모멘트 관절접촉력 및 근력을 예측하는 기술을 보행과 팔굽혀펴기 두 동작에 적용하였다. 본 연구에서 개발한 인체 다물체 동역학 모델링 기술과 3차원 동작분석기술은 다양한 동작을 수행하는 생체의 분석 및 평가 기술로 활용성이 높을 것으로 생각한다.

• 비파괴검사학회지
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• 제27권2호
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• pp.89-96
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• 2007

원자력발전소 증기발생기 전열관의 건전성을 평가하기 위해서 계획예방정비 기간에 수행되는 와전류검사의 여러 가지 기법중에서 보빈 탐촉자 검사는 가장 기본적인 중요한 검사이다. 와전류 탐촉자는 검사 계통의 핵심적인 부분으로서 특정 절차서에 따라 평가가 이루어질 때 대상 시험체의 합부를 결정하는 자료를 제공하게 된다. 또한, 수집된 와전류신호의 품질은 사용되는 탐촉자의 설계특성, 기하학적 형태, 운전주파수에 따라 결정되고, 검사결과에 미치는 영향이 크기 때문에 와전류검사 탐촉자의 선정은 특히 중요하다. 본 연구에서는 국내 원전 증기발생기 전열관 검사를 위한 최적의 차동형 보빈탐촉자를 설계하였다. 또한 보빈탐촉자 시작품의 전기적 특성과 와전류신호 특성 평가를 수행하여 만족한 결과를 도출하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제34권5호
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• pp.377-383
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• 2014

위치 감응형 전극 네트워크(addressable conducting network, ACN)는 탄소섬유 복합재료와 전극 사이의 접촉저항을 통해 구조물의 손상 감지가 가능하다. 손상 감지를 위한 위치 감응형 전극 네트워크의 신뢰성을 향상시키기 위해서는 전극과 복합재료 사이의 접촉저항이 최소화되어야 한다. 본 연구에서는 은 나노 전극을 탄소섬유 복합재료 위에 인쇄전자기술을 이용하여 제작하였다. 은 전극이 형성된 복합재료는 은 나노 잉크의 소결온도와 복합재료의 표면거칠기에 따라 제작되었으며, 이에 따른 접촉저항을 측정하였다. 또한, 전자주사현미경(scanning electron microscope, SEM)을 통해 전극과 복합재료 사이의 계면을 관찰하였다. 본 연구를 통해, 은 나노 잉크의 소결온도가 $120^{\circ}C$, 복합재료의 표면거칠기가 0.230a일 때, $0.3664{\Omega}$의 최소 접촉저항을 나타냈다.

• 비파괴검사학회지
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• 제34권5호
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• pp.369-376
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• 2014

항공기 구조물 표면에 발생하는 외부 충격은 크랙과 같은 손상을 발생시킬 수 있으며 이는 차후 큰 결함을 야기하기 때문에 충격과 손상을 탐지하고 위치를 추정하는 것은 구조 안정성 모니터링에 있어 중요한 부분이다. 본 연구에서는 능동, 수동 센싱기법을 조합한 L-형상 압전체 센서 배열을 사용하여 충격과 손상을 탐지할 수 있는 기법을 개발하였다. 수동 센싱기법으로 1개 센서군 당 3개의 센서를 L-형상으로 배치하여 충격 발생 각도를 추정하고 2개의 센서군을 사용하여 충격위치를 탐지하는 방법을 도입하였다. 이 수동 센싱기법을 유도초음파 기반의 능동 센싱기법에 확대 적용하여 동일한 압전소자로 충격 탐지와 더불어 손상을 탐지할 수 있는 방법을 개발하였다. 이 기법은 방향에 따른 파동의 속도 변화와 같은 구조물에 대한 정보 없이도 위치 추정이 가능하여 비등방성 구조 내에서도 정확한 충격 및 손상 위치 정보를 얻을 수 있다. 개발된 기법을 날개 형태 구조물 및 CFRP 판에 적용하여 실험적으로 정확한 충격 및 손상 위치를 추정할 수 있음을 증명하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제34권3호
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• pp.233-240
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• 2014

나노/마이크로 소자의 개발이 활발해짐에 따라 나노/마이크로 박막의 기계적 물성의 정밀 측정에 대한 필요성이 점차 커지고 있다. 기존의 파괴적인 방법의 한계를 극복하기 위한 방법으로, 유도초음파를 이용한 비파괴적인 박막 물성 방법에 대한 관심이 늘어나고 있다. 유도초음파를 이용하여 박막의 물성을 측정하는 실험을 설계하거나, 물성 측정에 대한 실험 결과를 이해하는데 있어 박막의 분산선도를 이해하는 것은 필수적이라 할 수 있다. 본 연구에서는, 전달 행렬법을 이용하여 박막의 분산선도를 계산하는 방법을 제시하고, 이를 금속 박막에 적용하여 그 특성을 관찰하였다. 전달 행렬법을 이용하여 다층판에서의 주파수에 따라 유도초음파가 전파하는 속도를 계산하여 상용 프로그램과 비교하여 그 타당성을 확인하였다. 이러한 방법을 Si 기판 위에 증착된 Al 금속 박막에 적용하여 얻은 분산곡선의 분석을 통해, 박막의 두께 조건에 따른 모드와 분산 및 비분산 특성이 나타나는 구간을 관찰할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권10호
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• pp.108-114
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• 2018

비파괴 검사 기술의 발달로 인해 기계부품의 크랙을 검사하는 방법들이 주목을 받기 시작하였다. 다양한 비파괴 검사 방법 중에서도 고유 주파수를 분석하는 음향 공진 방법은 빠른 시간 안에 제품의 불량 여부를 판정하는데 적합한 기술로 발전했다. 본 연구에서는 기계부품 중 요크 튜브의 크랙을 검사하기 위한 크랙 검사기술에 대해 연구를 진행하였으며, 음향 공진 방법으로 빠르게 검출이 가능한 시스템을 구현하였다. 24bit ADC 회로를 탑재하였으며, 원활한 데이터 수집을 위해 MCU를 탑재하였으며, PC와 데이터 통신을 위해 TCP/IP 통신 인터페이스를 구성하였다. 데이터 측정을 위한 센서는 마이크로폰을 사용하였으며, 크랙 정보를 판정하고 사용자에게 피드백하기 위한 분석 소프트웨어를 구현하였다. 실제 산업현장에서 제작한 요크 튜브를 사용하여 테스트를 진행하였다. 양품과 크랙이 있는 불량제품을 구별하는 테스트를 성공적으로 실시하여 실제 산업현장에 적용할 수 있음을 확인하였다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2002년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.216-219
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• 2002

Conventional piezoelectric lead-zirconate-titanate (PZT) senor has high sensitivity, but it is very brittle. Recently polymer films such as polyvinylidene fluoride (PVDF) have been used use as a sensor. The advantages of PVDF are the flexibility and mechanical toughness. Simple process and possible several shapes are also additional advantages. PVDF sensor can be directly embedded and attached to a structure. In this study, PVDF sensor was embedded in single glass fiber/epoxy composites whereas PZT sensor with AE was attached to single fiber composites (SFC). Piezoelectric sensor responds to interfacial damage of SFC. The signals measured by PVDF sensor were compared to PZT sensor. PZT sensor detected the signals of fiber fracture, matrix crack, interfacial debonding and even sensor delamination, whereas PVDF sensor only detected fiber fracture signals so far, because PZT sensor is much more sensitive than current PVDF sensor. Wave voltage of fiber fracture measured by PVDF sensor was lower than that of PZT sensor, but the results of fast Fourier transform (FFT) analysis were same. Wave velocity using two PZT sensors was also studied to know the internal and surface damage effect of epoxy specimens.

• 비파괴검사학회지
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• 제32권1호
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• pp.27-33
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• 2012

광탄성법은 실험역학에서 응력 또는 변형률을 해석하기 위한 여러 실험방법 중의 하나이며, 다양한 종류의 구조물의 응력 분포를 실험적으로 결정하는 기법이다. 광탄성법은 광탄성 영상의 등색 프린지와 등경 프린지로부터 광탄성 시편에 나타나는 전체의 응력장 분포를 정밀하게 측정할 수 있다. 본 논문에서는 여러 가지 광탄성 기법중 8단계 위상이동법(8-step phase-shifting method)에 관한 이론을 살펴보고, 경사균열이 있는 평판 시편에 인장을 가하여 나타난 광탄성 프린지로부터 경사균열 선단주위의 응력분포를 8단계 위상이동법으로 결정한 후, 이들 결과를 유한요소법(FEM)에 의한 결과와 비교하였다. 8단계 위상이동법을 이용한 실험에 의해 측정된 프린지 차수는 유한요소법에 의한 계산된 프린지 차수값에 근접하였다.