• Journal of Welding and Joining
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• 제17권6호
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• pp.100-107
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• 1999

In this paper, we deal with the speckle noise reduction and parameter estimation of ultrasonic NDT(non-destructive test) signals obtained during weld inspection of piping. The overall approach consists of three major steps, namely, speckle noise analysis, proposition of wavelet domain AR(autoregressive) model and flaw detection by proposed model parameter. The data are first processed whereby signals obtained using vertical and angle beam transducer. Correlation properties of speckle noise are then analyzed using multiresolution analysis in wavelet domain. The parameter estimation curve obtained using the proposed model is classified a flaw in weld region where is contaminated by severe speckle noise and also clear flaw signal is obtained through CA-CFAR threshold estimator that is a nonlinear post-processing method for removing the noise from reconstructed ultrasonic signal.

• 비파괴검사학회지
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• 제37권1호
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• pp.7-12
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• 2017

음향 비선형 파라미터는 입사시킨 기본주파수 성분의 변위 진폭 크기와 재료의 비선형성에 의하여 발생된 2차 고조파 성분의 변위 진폭 크기의 비로 정의된다. 본 연구에서는, 압전소자 방식을 이용한 초음파 절대변위진폭 측정의 타당성을 확인하고자, 이 기법을 통해 초음파가 입사된 SUS316 시편의 절대변위진폭을 측정하였다. 또한 비교를 위해, 레이저를 통한 패브리패럿 방식의 간섭계를 이용하여 동일 시편에 대한 절대변위진폭을 측정하였다. 두 가지 기법을 통한 실험 결과는 서로 잘 일치하는 경향을 보였으며, 특히 압전형 수신 기법의 경우 기존의 레이저 변위측정기법에 비하여 반복 측정의 안정성이 우수한 것으로 나타났다. 이 결과로부터 압전형 수신 기법은 기존 레이저 측정 기법에 비하여 과정이 복잡하지만, 미세변위를 더 안정적으로 측정할 수 있어 음향 비선형 파라미터의 측정에 유리할 것으로 기대된다.

• Computers and Concrete
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• 제27권1호
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• pp.21-28
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• 2021

The Artificial Neural Network (ANN) is a system, which is utilized for solving complicated problems by using nonlinear equations. This study aims to investigate compressive strength, rebound hammer number (RN), and ultrasonic pulse velocity (UPV) of sustainable concrete containing various amounts of fly ash, silica fume, and blast furnace slag (BFS). In this study, the artificial neural network technique connects a nonlinear phenomenon and the intrinsic properties of sustainable concrete, which establishes relationships between them in a model. To this end, a total of 645 data sets were collected for the concrete mixtures from previously published papers at different curing times and test ages at 3, 7, 28, 90, 180 days to propose a model of nine inputs and three outputs. The ANN model's statistical parameter R2 is 0.99 of the training, validation, and test steps, which showed that the proposed model provided good prediction of compressive strength, RN, and UPV of sustainable concrete with the addition of cement.

• 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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• 제33권2호
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• pp.193-197
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• 2013

본 연구에서는 열처리된 알루미늄 합금의 초음파 비선형 특성을 평가하였다. 초음파의 비선형성은 재료를 전파한 초음파의 2차고조파와 기본주파수 성분의 진폭비에 의존하는 비선형 파라미터 ${\beta}$로 측정하였다. 비선형 파라미터 ${\beta}$의 측정은 접촉식 탐촉자를 이용하여 동일 평면상에서 시편저면에서 반사된 신호로부터 구하였다. 열처리(시효)는 $300^{\circ}C$에서 1시간부터 50시간까지 다양한 유지시간동안 수행하였다. 인장시험으로부터 인장강도와 연신율을 구하고 비선형 파라미터와 비교하였다. 비선형 파라미터 ${\beta}$는 시효시간 5시간에서 피크를 나타내고 이후는 감소하였다. 이는 인장강도와 연신율의 변화와 밀접한 관련이 있는 것으로 나타났다. 또한 비선형 파라미터가 피크를 나타낸 열처리 시간과 인장곡선에서 최대변화가 나타난 열처리 시간이 일치하였다. 이 같은 결과는 알루미늄합금의 시효처리로 인한 강도 변화를 모니터링 하는데 초음파의 비선형성이 유용할 수 있음을 보여준다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.356-362
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• 2007

Magnetostrictive materials have been used for linear actuators due to its large strain, large force output with moderate frequency band in the presence of magnetic field. However their performance analysis is difficult because of nonlinear material behaviors in terms of coupled strain-magnetic field dependence, nonlinear permeability, pre-stress dependence and hysteresis. This paper presents a finite element analysis technique for magnetostrictive linear actuator. To deal with coupled problems and nonlinear behaviors, a simple finite element approach is proposed, which is based on separate magnetic field calculation and displacement simulation. The finite element formulation and an in-house program development are illustrated, and a simulation model is made for a magnetostrictive linear actuator. The fabrication and performance test of the linear actuator are explained, and the performance comparison with simulation result is shown. Since this approach is simple, it can be applied for analyzing magnetostrictive underwater projectors and ultrasonic transducers.

• 비파괴검사학회지
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• 제32권4호
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• pp.369-375
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• 2012

기존 비파괴평가 기술의 결함 탐지 한계를 극복하기 위하여 비선형 초음파공명 특성을 이용한 미세 균열 진단 기술을 개발하였다. 가진 전압에 따른 초음파공명 주파수의 천이현상과 정규화 공명 진폭 감소 현상을 비선형 초음파공명 특성 파라미터로 제안하였으며 이를 실험적으로 확인하였다. CT 시편에 피로시험을 통하여 미세한 자연 균열을 생성하였으며 피로 사이클 단계마다 초음파공명주파수와 정규화 공명진폭의 변화를 측정하였다. 무결함 또는 10 ${\mu}m$ 정도의 매우 미세한 균열이 존재하는 시편에서는 초음파공명 주파수 천이현상이나 정규화 공명 진폭의 변화가 나타나지 않는 반면에 30 ${\mu}m$급 이상의 미세 균열 시편에서는 균열 크기가 증가함에 따라 초음파공명주파수의 천이 현상이나 정규화 공명 진폭의 감소량이 증가함을 확인하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.398-403
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• 2011

균열이 용접부 내와 같은 잔류응력의 영향을 받는 곳에 존재할 경우, 균열은 닫힘균열로 존재할 수 있으며, 인장과 압축에 대하여 비대칭적인 거동을 보이게 된다. 이러한 비선형 균열에 대하여 균열면에서 발생하는 고조파를 이용한 초음파 탐지 기법이 활발히 연구되고 있다. 본 연구에서는 비선형 접촉면에서 발생하는 고조파에 대한 파라미터 연구를 수행하였다. 본 연구는 일반적인 3차원 균열로 나아가기 위한 기초연구의 성격을 띄고 있다. 압축과 인장에 대해 각기 다른 선형 거동을 나타내는 접촉면을 가정하였고 1차원 문제를 고려하였다. 기본주파수 성분에 대한 2차고조파 성분의 비를 다양한 강성비, 입사파의 주파수, 접촉면의 두께에 대하여 조사 하였다.

• Computers and Concrete
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• 제19권4호
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• pp.419-427
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• 2017

With the rising global environmental awareness on energy saving and carbon reduction, as well as the environmental transition and natural disasters resulted from the greenhouse effect, waste resources should be efficiently used to save environmental space and achieve environmental protection principle of "sustainable development and recycling". This study used recycled cement mortar and adopted the volumetric method for experimental design, which replaced cement (0%, 10%, 20%, 30%) with recycled materials (fly ash, slag, glass powder) to test compressive strength and ultrasonic pulse velocity (UPV). The hyperbolic function for nonlinear multivariate regression analysis was used to build prediction models, in order to study the effect of different recycled material addition levels (the function of $R_m$(F, S, G) was used and be a representative of the content of recycled materials, such as fly ash, slag and glass) on the compressive strength and UPV of cement mortar. The calculated results are in accordance with laboratory-measured data, which are the mortar compressive strength and UPV of various mix proportions. From the comparison between the prediction analysis values and test results, the coefficient of determination $R^2$ and MAPE (mean absolute percentage error) value of compressive strength are 0.970-0.988 and 5.57-8.84%, respectively. Furthermore, the $R^2$ and MAPE values for UPV are 0.960-0.987 and 1.52-1.74%, respectively. All of the $R^2$ and MAPE values are closely to 1.0 and less than 10%, respectively. Thus, the prediction models established in this study have excellent predictive ability of compressive strength and UPV for recycled materials applied in cement mortar.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제33권6호
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• pp.765-779
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• 2009

Quantitative condition assessment of structures has been traditionally using proof load test leading to an indication of the load-carrying capacity. Alternative approaches using ultrasonic, dynamics etc. are based on the unloaded state of the structure and anomalies may not be fully mobilized in the load resisting path and thus their effects are not fully included in the measured responses. This paper studies the effect of the load carried by a reinforced concrete beam on the assessment result of the crack damage. This assessment can only be performed with an approach based on static measurement. The crack damage is modelled as a crack zone over an area of high tensile stress of the member, and it is represented by a damage function for the simulation study. An existing nonlinear optimization algorithm is adopted. The identified damage extent from a selected high level load and a low load level are compared, and it is concluded that accurate assessment can only be obtained at a load level close to the one that creates the damage.