• 비파괴검사학회지
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• 제32권1호
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• pp.47-55
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• 2012

본 논문에서는 단일 센서와 시간역전 원리를 이용하여 간단한 판에서 충격 위치를 결정할 수 있는 탐상법을 다루었다. 수치적인 시뮬레이션과 실험을 통하여 시간역전에 의한 충격위치와 그 주변에서 신호의 집속효과를 관찰하고, 충격위치 결정에 영향을 미칠 수 있는 인자들(가진력의 크기, 신호의 기록시간)에 대해 살펴보았다. 이러한 결과를 기초로 두 가지 다른 충격위치에 대한 실험을 수행하고 그 결과를 가시화하였으며, 실제 충격위치를 정확하게 결정할 수 있음을 확인하였다. 여기서 제안한 방법의 특징은 단일센서를 사용하는 것과 시험체의 형상과 물성을 몰라도 된다는 점이다. 또한 판에서와 같이 분산성의 다중모드 파동이 발생하는 경우에도 특정 모드나 주파수에 의존할 필요가 없다. 따라서 기존의 충격위치 결정법에 비해 많은 장점을 지니고 있다.

• 비파괴검사학회지
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• 제22권2호
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• pp.140-148
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• 2002

중수로 압력관으로 사용되는 Zr-2.5Nb 재료의 고온 이방성 탄성계수를 고온 초음파공명분광법(RUS)로 측정하였다. 소형 가열로 내에 알루미나 waveguide와 광대역 초음파 센서를 사용하여 초음파에너지를 시편에 가하고 시편의 공명주파수를 측정하였다. 압력관의 축 방향, 반경 방향, 원주 방향에 일치하도록 장방형 시편을 가공하였으며 각 방향에 대한 탄성계수 텐서 9개의 값을 상온${\sim}500^{\circ}C$ 온도 구간에서 측정하였다. 탄생계수 텐서, $c_{ij}$는 모두 온도가 증가함에 따라 점진적으로 감소하며 원주 방향의 탄성계수가 축 방향 및 반경 방향의 탄성계수보다 높았다. 이것은 Young's modulus나 shear modulus의 경우에도 일치하였으며 축 방향과 반경 방향의 경우 큰 차이를 나타내지 않았다. 축 방향 및 반경 방향의 비틀림 탄생계수가 $150^{\circ}C$ 부근에서 서로 교차하였으며 이는 단결정 지르코늄의 $c_{44}$ 및 $c_{66}$의 교차 현상과 일치하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제23권1호
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• pp.1-6
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• 2003

배관 내의 스케일은 통수비를 감소시키므로 배관을 적절히 관리하기 위해서는 스케일량에 대한 정량적인 평가가 필수적이다. 상수도 급수관내의 스케일량을 평가하기 위해서 유도초음파를 사용하였다. 가변각 ??지를 사용하여 유도 초음파의 여러 모드를 발생시키고, 노후 배관을 따라서 전파하는 특성을 분석하였다. 실험적으로 관내의 스케일이 증가함에 따라서 $f{\times}d=1.5MHz\;mm$인 경우에 F(M,2) 모드들의 진폭이 크게 감소하는 것을 알 수 있었다. 본 연구의 결과로 상수도 급수관의 스케일량 평가에 적합한 유도 초음파는 F(M,2) 모드들임을 알 수 있었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제19권2호
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• pp.85-92
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• 1999

비선형 음향효과를 계측함에 의해서 재료열화를 평가하는 연구는 오래 전부터 있어 왔다. 여기서, 비선형 음향효과를 계측하는 가장 일반적인 방법은 전파된 수신 신호에서 기본주파수 성분과 2차 고조파 성분의 절대적인 크기를 계측하는 것이다. 이 목적을 위해서 일반적으로 파워스펙트럼 해석법이 널리 사용되어 왔다. 그러나, 파워스펙트럼은 신호처리 후에도 주파수 영역에서 가우스 잡음이 혼재한다는 단점이 있다. 게다가, 비선형 효과에 의해서 발생되는 2차 고조파 성분의 크기는 너무 작아서 잡음에 묻혀버릴 수도 있다. 본 논문에서는, 이 문제를 해결하기 위해서 주파수 영역에서 가우스 잡음을 제거할 수 있는 바이스펙트럼 해석법을 제안하였다. 시뮬레이션을 통하여 잡음이 크게 혼재된 신호에서도 참 값에 가까운 비선형 파라미터를 구할 수 있음을 밝혔다. 또한, 실제 경우에 이 방법의 유용함을 확인하기 위하여 피로 하중에 의해서 고의로 열화시킨 여러 시편에 대하여 파워스펙트럼과 바이스펙트럼을 구하여 비교하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제21권4호
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• pp.406-414
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• 2001

폴리에틸렌 코팅 가스배관의 결함탐상을 위해 광범위 비파괴탐상기법인 유도초음파를 적용하였다. 가스배관의 내경은 190.7mm, 두께는 5.3mm, 그리고 바깥 표면은 $1.9{\pm}0.5mm$의 폴리에틸렌 층으로 코팅되어 있다. 폴리에틸렌 코팅 배관의 외면에 0.5MHz 탐촉자와 가변각 웨지를 사용하여, 비축대칭 유도초음파를 가진 시켰다. 주파수와 위상속도 조정을 통하여 가스배관의 결함 탐상을 위한 적절한 모드를 찾아내고, 모드의 특성을 단시간 퓨리어 변환을 이용하여 분석하였다. 결함탐상 결과를 두께 손실 및 원통형 관통결함에 대한 인위결함에 대해 나타내었다. 그리고 가스배관에 인위적으로 삽입한 두께 손실과 원통형 관통결함에 대한 검출 성능을 평가하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제20권6호
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• pp.481-489
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• 2000

구조용 부재에서 충격하중에 의해 발생하는 탄성파의 분산특성을 해석하기 위하여 시간-주파수 신호처리를 이용하였다. 강재 보와 알루미늄 판에서 충격하중을 모사하기 위하여 강구 낙하와 연필심 파단을 사용하였으며, 이로 인해 발생한 탄성파를 초음파 탐측자와 음향방출(AE) 센서를 사용하여 수신하였다. 실험에서 수신한 시간 영역의 신호해석을 위하여 분산성 파의 시간-주파수 해석이 가능한 웨이브렛 변환(WT)을 적용하였다. WT 변환의 크기의 최대값은 군속도의 도달시간을 나타냄을 보였다. 실험에서 측정한 보의 굽힘파의 군속도를 전단변형과 회전관성을 고려한 Timoshenko 보 이론과 비교하였으며, 판의 신장파와 굽힘파의 군속도를 Rayleigh-Lamb 분산관계식의 최저차 대칭($S_0$) 및 비대칭 모드($A_0$)의 속도값과 비교하였는데 모두 잘 일치하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제20권6호
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• pp.521-537
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• 2000

초음파 영상은 의료진단을 위한 영상기기 중 가장 널리 쓰이고 있는 방법으로 전자공학에 있어서 DSP 및 VLSI 분야의 기술발전에 힘입어 보다 효율적이고 복잡한 기법들의 적용이 가능하여져 90년대에 이르러 시스템의 성능이 매우 빠르게 발달되었다. 본 논문은 의료진단용 초음파 영상장치에서 사용되는 주요 디지털 신호처리 기법과 시스템 구현 기술에 대하여 기술하였다. 구체적으로는 일반적인 초음파 영상장치의 구조 및 신호처리 기법을 소개하고, 90년대에 개발된 디지털 초음파 영상장치의 기술적인 내용을 그 기술 동향과 전망과 함께 다루었다. 특히 초음파 영상의 화질을 결정하는 가장 중요한 요소인 해상도를 증대하기 위한 모든 초음파 집속 기법을 표현할 수 있는 통합 합성 구경 모형을 제시하고, 이론적인 해석을 통하여 초음파 영상을 위한 어레이 신호처리 기법들을 구분하고 각 방법들에 대한 특성을 조사하였나. 본 논문에서 소개된 신호처리 기법들은 초음파를 이용한 비파괴 검사 분야에 유용하게 적용될 수 있는 것 들이다.

• 비파괴검사학회지
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• 제24권1호
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• pp.1-7
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• 2004

[ $1.71{\mu}m$ ] 범위의 표면 거칠기를 가진 철 시편에 대해 물속에서 후방산란된 초음파의 입사각 의존성(프로파일)이 측정되었다. 거칠기가 도색에 의해 숨겨졌을 때 수직 프로파일은 거칠기에 대한 분별력이 사라졌으나 레일리 각 근처에서의 후방산란 프로파일은 거칠기 의존성을 여전히 보여주었다. 레일리 각에서 직접 복사된 프로파일 세기는 거칠기와 비례하였고 코너에서 반사되어 되돌아오는 표면파로부터의 후방복사의 세기는 거칠기와 반비례하였다. 도색 처리된 시편에서 0.03 파장 이하의 직접 후방복사에서도 선형성이 관찰되었고 주기적 거칠기에 의해 발생한 비정상 저면 다중반사 현상이 사라졌다.

• 비파괴검사학회지
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• 제32권5호
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• pp.585-596
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• 2012

PVDF와 P(VDF-TrFE)로 대별되는 압전고분자는 종래의 대표적인 압전재료인 PZT에 비해 전기음향변환효율이 떨어지며 내부손실이 큰 단점은 있으나, 음향임피던스가 물 또는 생체와 비슷하고 수신효율이 우수하며 광대역 특성을 나타내는 등의 장점을 가진 재료이다. 또한 다른 압전재료에 비해 얇은 막으로의 제작이 쉽고, 그 막은 유연하므로 복잡한 곡면을 갖는 고주파 초음파 트랜스듀서 재료로 유용하다. 그러한 특성은 생의학적 응용에 적합한바, 다양한 형태의 초음파 트랜스듀서가 연구 개발되어져 왔다. 본 논문에서는 먼저, 압전고분자막을 이용하여 초음파 트랜스듀서를 설계 제작하는데 있어서 고려해야할 몇 가지 주요사항을 기술하고, KLM 모델을 사용한 해석을 통하여 그 고려사항들이 트랜스듀서의 동작에 미치는 영향을 파악하였다. 다음으로, 의학적 또는 생물학적 응용을 목적으로 초음파 영상을 얻고 있는 몇몇 주요 응용분야에서 사용되는 압전고분자 트랜스듀서의 구조와 그것을 이용하여 얻은 영상의 특징에 대하여 간략히 해설하였다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제19권9호
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• pp.935-942
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• 2009

In this paper, the purpose is to investigate the natural frequency of a cracked Timoshenko cantilever beams by FEM(finite element method) and experiment. In addition, a method for detection of crack in a cantilever beams is presented based on natural frequency measurements. The governing differential equations of a Timoshenko beam are derived via Hamilton's principle. The two coupled governing differential equations are reduced to one fourth order ordinary differential equation in terms of the flexural displacement. The crack is assumed to be in the first mode of fracture and to be always opened during the vibrations. The detection method of a crack location in a beam based on the frequency measurements is extended here to Timoshenko beams, taking the effects of both the shear deformation and the rotational inertia into account. The differences between the actual and predicted crack positions and sizes are less than 6 % and 23 % respectively.