• Composites Research
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• 제20권3호
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• pp.37-42
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• 2007

금속복합재료에서는 강화재와 기지재 사이의 열팽창계수 차이에 의해 복합재료 내부에 잔류응력이 남아있어 복합재료 전체의 강도저하를 가져온다. 본 연구에서는 TiNi 형상기억합금을 강화재료로써 이러한 잔류응력 문제를 해결하기 위하여 이용하였다. TiNi 형상기억합금은 형상기억효과를 이용하여 복합재료의 잔류응력문제를 해결할 뿐만 아니라 복합재료의 인장강도를 증가시키는 역할을 한다. 핫프레스 방법에 의해 제작된 형상기억복합재료의 강도증가를 위하여 냉간압연을 실시하여 실험을 실시하였다. 이와 같이 제작된 형상기억복합재료의 저온에서의 미시적 손상거동을 평가하기 위하여 음향방출기법을 이용하였다. 또한 열충격을 받은 시험편의 손상에 대한 연구도 이루어졌다.

• 비파괴검사학회지
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• 제21권6호
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• pp.634-641
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• 2001

형상기억복합재료는 복합재료내에 압축잔류응력을 발생시킴으로써 재료의 인장강도를 증가시키는데 사용되어 지고 있다. 본 연구에서는 형상기억복합재료를 제조하기 위하여 TiNi 강화재와 A16061 기지재를 사용하였으며 핫프레스 방법에 의해 TiNi/A16061 형상기억복합재료를 제조하였다. 그러나 핫 프레스 방법에 의해 제조된 형상기억복합재료는 하중을 받을 시 강화재와 기지재 사이에 계면손상현상이 발생하였으며 이를 위하여 내간압연을 실시하였다. 냉간압연을 받은 시험편은 냉간압연을 받지 않은 시험편에 비하여 인장강도가 현저히 증가하였다. 또한 본 연구에서는 고온에서 형상기억복합재료의 미시적 손상을 평가하기 위하여 음향방출기법을 이용하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제24권3호
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• pp.233-239
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• 2004

지능재료는 안경테, 치아 교정과 같은 의료용 재료, 각종 센서 및 밸브 등의 광범위한 분야에서 적용되고 있다. 이와 같은 지적재료의 형상기억효과를 이용한 지적복합재료는 항공기의 부품, 산업구조물 및 항공산업에서도 그들 시스템의 모니터링을 위하여 사용되어 질 수 있다. 그러나 지능복합재료의 형상기억효과에 대한 분석과 시뮬레이션은 대단히 어렵다. 본 연구에서는 유한요소법을 이용하여 기지재와 하나의 강화섬유에 대한 2차원의 축 대칭 모델에 대하여 분석하였다. 상온(293K)과 고온(363K)에서 각각 해석되었으며 해석결과와 실험결과와의 강도 값을 비교 검토하였다. 더불어 음향방출 기법을 이용하여 지능복합재료(TiNi/A16061)의 예변형률과 고온에서의 미시적 손상거동을 평가하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제33권2호
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• pp.198-204
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• 2013

리튬이온전지의 충/방전 열화 과정에서 발생하는 음향방출 신호를 검출하여 누적카운트, 방전용량, 미세손상 사이의 상관관계를 확인하였다. 상용 리튬이온전지를 사용하여 가속 충/방전 싸이클 실험을 하면서 음향방출 신호를 수집하였다. 다수의 음향방출 신호가 전지의 충전 및 방전 과정에서 각각 검출되었다. 충/방전 열화 싸이클이 증가함에 따라 전지 용량은 감소하였고 음향방출 신호의 누적카운트는 증가하는 경향을 보였다. 충/방전 후 전지를 분해하여 내부 전극 손상을 관찰한 결과 전극 계면 박리 및 미소균열이 다수 확인되었으며, 이러한 기계적 손상이 음향방출원인 것으로 판단된다. 전지 방전용량과 음향방출 누적카운트 사이에는 선형의 상관관계가 있었으며, 이로부터 음향방출법을 이용한 리튬이온전지 열화 평가 가능성을 제안하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제26권5호
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• pp.657-666
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• 2020

A rotational pulse-echo ultrasonic propagation imager that can inspect cylindrical specimens for material nondestructive evaluations is proposed herein. In this system, a laser-generated ultrasonic bulk wave is used for inspection, which enables a clear visualization of subsurface defects with a precise reproduction of the damage shape and size. The ultrasonic waves are generated by a Q-switched laser that impinges on the outer surface of the specimen walls. The generated waves travel through the walls and their echo is detected by a Laser Doppler Vibrometer (LDV) at the same point. To obtain the optimal Signal-to-Noise Ratio (SNR) of the measured signal, the LDV requires the sensed surface to be at a right angle to the laser beam and at a predefined constant standoff distance from the laser head. For flat specimens, these constraints can be easily satisfied by performing a raster scan using a dual-axis linear stage. However, this arrangement cannot be used for cylindrical specimens owing to their curved nature. To inspect the cylindrical specimens, a circular scan technology is newly proposed for pulse-echo laser ultrasound. A rotational stage is coupled with a single-axis linear stage to inspect the desired area of the specimen. This system arrangement ensures that the standoff distance and beam incidence angle are maintained while the cylindrical specimen is being inspected. This enables the inspection of a curved specimen while maintaining the optimal SNR. The measurement result is displayed in parallel with the on-going inspection. The inspection data used in scanning are mapped from rotational coordinates to linear coordinates for visualization and post-processing of results. A graphical user interface software is implemented in C++ using a QT framework and controls all the individual blocks of the system and implements the necessary image processing, scan calculations, data acquisition, signal processing and result visualization.

• 비파괴검사학회지
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• 제20권5호
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• pp.424-430
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• 2000

고온 장시간 사용재의 열화로 인한 파괴인성의 저하를 초음파 방법으로 평가하기 위하여 Cr-Mo-V 강을 실험실에서 인공 열화처리하여 열화로 인한 손상 기구를 규명하고, 열화도에 따른 초음파 파라미터의 변화를 체계적으로 관찰하였다. 초음파 파라미터로서 속도, 감쇠와 보다 최근에 개발된 비선형 음향 파라미터를 사용하였는데, 비선형 음향 파라미터가 가장 민감한 변화를 보였다. 또한 전기비저항 측정 결과와 비교할 때 두 방법 모두 전체적으로 유사한 거동을 보였다. Charpy V-notch 충격시험으로부터 구한 파면양상 천이온도(FATT)와 비선형 파라미터 사이에는 비교적 좋은 상관관계가 성립하였으며, FATT와 파괴인성($K_{IC}$) 사이의 관계식에 근거하여 열화된 발전설비 재료의 파괴인성을 초음파 비선형 파라미터의 측정을 통하여 간접적으로 구할 수 있음을 보였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제24권1호
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• pp.45-51
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• 2004

발전소 보일러튜브는 장시간 동안 고온고압하의 기혹한 조건으로 운전됨에 따라 크리프, 열피로와 같은 각종 열화에 의해 누설손상이 발생하고 있다. 이러한 누설손상을 실시간 감시하고 진단하기 위하여 음향방출기술을 이용한 현장적용 연구를 수행하였다. 또한 고장예측 진단기술, 튜브의 수명관리 및 설비 감시에 활용할 수 있도록 음향방출 진단시스템을 개발하여 현장에 설치하고, 보일러 운전상태에 따른 신호측정 및 평가, 누설위치 판별 등에 대해 고찰하였다. 누설감지는 저주파 및 고주파대역의 누설로 구분하여 음향방출신호를 각각 측정 및 평가하였다. 현장적용 연구결과로부터 실시간으로 보일러튜브 상태감시와 누설위치 추적이 가능하였으며, 향후 본 기술을 이용하면 발전설비 안전운전과 발전소 정지에 따른 경제적 손실 예방에 크게 기여할 것으로 기대된다.

• 비파괴검사학회지
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• 제30권2호
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• pp.126-131
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• 2010

본 연구에서는 유도초음파를 이용하여 다양한 온도에서 사용되어지는 항공기 복합재료의 건전성에 대하여 평가하였다. 항공기가 지상과 비행고도에서 운행할 때의 온도편차나, 반복되어지는 열주기 횟수와 같이, 항공기가 운행되어지는 온도와 관련하여 복합재료의 건전성에 결정적인 영향을 미치는 요소에 관한 연구는 항공기 안전에 있어서 매우 중요한 요소가 되고 있다. 본 연구에서는 유도초음파를 이용하여 항공기의 운행환경과 유사한 환경 하에서 열피로가 가해진 항공기의 복합재료 시편을 평가하였다. 유도초음파의 분산선도 곡선은 서로 다른 열피로가 가해진 시편에 대한 민감성을 나타내기 위해 최적의 모드를 선택하는데 사용되었다. 현재 제시된 접근법 또한 항공기의 건전성을 평가하는데 있어서 하나의 도구로 구현될 수 있다.

• 비파괴검사학회지
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• 제36권1호
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• pp.45-52
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• 2016

고로는 제철소에서 철을 만들어 내는 핵심설비 중 하나로 고온고압 환경에서 냉각과 팽창으로 인한 철피의 손상이 노출되어 있어 대형사고에 대한 발생 가능성이 높아 중점관리가 필요하다. 본 연구에서는 음향방출법을 이용한 대형구조물 안전진단 시스템에 대한 평가를 수행하였다. 특히, 철피 크랙의 성장은 큰 에너지를 수반하게 되어, 음향방출 에너지 파라미터의 급격한 증가로 심각한 손상을 예측하였다. 이러한 결과를 바탕으로 고로의 정비시기를 앞당겨 확인한 결과 실제 크랙을 UT와 병행하여 확인하였다. 본 연구에서는 음향방출법을 이용한 대형 구조물인 철피균열의 심각도에 대한 평가기준을 마련하여 구조물 조기 결함진단 시스템의 활용으로 유용할 것으로 기대된다.

• Computers and Concrete
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• 제33권4호
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• pp.399-407
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• 2024

This study nondestructively examined the evolution of crack density in ultra-high performance concrete (UHPC) upon cyclic loading. Uniaxial compression was repeatedly applied to the cylindrical specimens at levels corresponding to 32% and 53% of the maximum load-bearing capacity, each at a steady strain rate. At each stage, both P-wave and S-wave velocities were measured in the absence of the applied load. In particular, the continuous monitoring of P-wave velocity from the first loading prior to the second loading allowed real-time observation of the strengthening effect during loading and the recovery effect afterwards. Increasing the number of cycles resulted in the reduction of both elastic wave velocities and Young's modulus, along with a slight rise in Poisson's ratio in both tested cases. The computed crack density showed a monotonically increasing trend with repeated loading, more significant at 53% than at 32% loading. Furthermore, the spatial distribution of the crack density along the height was achieved, validating the directional dependency of microcracking development. This study demonstrated the capability of the crack density to capture the evolution of microcracks in UHPC under cyclic loading condition, as an early-stage damage indicator.