• 제목/요약/키워드: 수평횡파

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수평횡파 송수신용 EMAT를 이용한 스틸 박판의 두께 감육 평가 (Evaluation of Thickness Reduction in Steel Plate by Using SH-EMATs)

  • 이진혁;박익근;김용권;김대현
    • 비파괴검사학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.47-52
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    • 2011
  • 전자기 초음파 탐촉자(electromagnetic acoustic transducer; EMAT)는 접촉 매질 없이 초음파의 송 수신이 가능하며 자석과 코일의 형상과 배열을 조절하여 SH파나 Lamb파 같은 유도 초음파 모드를 용이하게 발생시킬 수 있다. 또한 이러한 유도 초음파는 박판에서 판 두께 전체를 장거리로 전파하며 두께에 따른 분산특성이 있이 배관 등의 구조물을 탐상하는데 효과적인 비파괴검사 기법으로 연구되고 있다. 본 연구에서는 수평횡파(shear horizontal wave; SH)의 전파 거동을 해석하고 EMAT을 이용하여 SH파를 발생하여 스틸 박판의 두께 감육을 평가하였다. 그 결과 SH파의 분산특성은 두께 감육량의 증가에 따라 군속도가 감소하는 것을 확인할 수 있었으며, 이러한 군속도 변화를 통해 두께 감육량을 정량적으로 평가하는 것이 가능함을 확인하였다.

웨이브렛 변환과 SH-EMAT을 이용한 배관 용접부 결함 검출 (Flaw Detection in Pipe-Welded Zone by Using Wavelet Transform and SH-EMAT)

  • 이진혁;김대현
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제36권12호
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    • pp.1511-1519
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    • 2012
  • 배관설비는 용접이음으로 많은 부분이 구성되어 있으며, 이러한 배관 용접부의 건전성 평가를 위한 초음파 검사 시스템의 자동화 요구가 증대하고 있다. 전자기초음파탐촉자(Electromagnetic Acoustic Transducer; EMAT)는 비접촉 방식으로 초음파를 송 수신할 수 있고 다양한 초음파 모드의 발생이 가능하여 초음파 자동화 시스템 구축에 매우 유용하다. 본 연구에서는 수평횡파(Shear Horizontal wave; SH-wave) EMAT를 적용하여 배관의 용접부에 존재하는 결함의 검출을 수행하였다. 이때 수평횡파의 특정 모드($SH_0$)의 신호해석을 위해 웨이브렛 변환(Wavelet Transform)을 이용한 신호의 시간-주파수 분석을 수행 하였다. 웨이브렛 변환으로 해석된 SH0 모드 주파수의 반사 신호강도가 결함의 길이와 선형적 관계를 나타내어 효과적으로 용접부 결함 검출이 가능하였다.

SH-EMAT의 신호 수신을 위한 광섬유 패브리-페롯 간섭계 센서의 적용 (Application of a Fiber Fabry-Pérot Interferometer Sensor for Receiving SH-EMAT Signals)

  • 이진혁;김대현;박익근
    • 비파괴검사학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.165-170
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    • 2014
  • 수평횡파(SH-wave)는 배관과 같은 박판 구조물에서 판파 모드로 전파하고 분산성이 단순하여 구조물의 건전성 평가에 유용하다. 전자기초음파탐촉자(EMAT)는 비접촉식으로 자석과 코일 배열을 조절하여 수평횡파를 발생하기 용이하다. 따라서 수평횡파 전자기초음파탐촉자(SH-EMAT)를 이용한 자동화 검사 시스템은 박판 구조물 건전성 감시에 매우 유용하다. 하지만 발전설비 또는 자동화 장비 등에서는 전자기노이즈가 상당히 많이 발생하고 EMAT 수신 센서는 전자기노이즈에 취약한 면이 있다. 광섬유 센서는 빛을 이용하여 전자기노이즈 환경에서 매우 유용하게 활용될 수 있다. 본 연구에서는 이러한 환경적 제약을 고려하여 광섬유 패브리-페롯 간섭계(FFPI)를 SH-EMAT으로 발생되는 초음파의 수신용 센서로 제안하였다. 평판시험편에서 SH-EMAT의 신호를 FFPI 센서를 이용하여 수신하고 이 신호에 대한 분석을 하였다. 제안된 FFPI 센서가 EMAT으로 가진된 SH wave의 신호를 명료하게 수신할 수 있음을 확인하였다.

횡파단면 작성을 위한 굴절된 횡파와 표면파 자료 역산 결과 비교 (Comparison of shear-wave sections from inverting refracted shear waves and surface wave dispersions)

  • 이창민;김기영
    • 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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    • 한국지구물리탐사학회 2005년도 공동학술대회 논문집
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    • pp.287-291
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    • 2005
  • P파 및 SH파 굴절법 토모그래피와 표면파 분산자료 역산을 통하여 2차원 P파와 S파 속도단면을 얻었다. 두 방법으로 구한 S파 속도단면을 비교한 결과, 두 단면의 전체적인 양상은 서로 비슷하지만, 표면파 역산으로 구한 S파 속도단면이 전반적으로 작은값을 갖는다. SH파는 잡음에 매우 취약하고, P파와 PS 전환파의 도달 이후에 기록되어 초동선택이 어려운 문제가 있으며, 표면파의 분산곡선 역산은 균질한 수평지구모델을 가정하므로, 수평적 변화 심한 곳에서는 정확한 지하구조를 밝히는데 한계가 있음을 확인할 수 있었다.

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경계요소법을 이용한 SH형 초음파 원거리 산란장 해석에 관한 연구 (The Study on Scattered Far-Field Analysis of Ultrasonic SH-Wave Using Boundary Element Method)

  • 이준현;이서일
    • 비파괴검사학회지
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    • 제19권5호
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    • pp.333-339
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    • 1999
  • 가장 널리 이용되고 있는 대표적인 비파괴 평가 기술들 중의 하나인 초음파 응용 기술은 각종 구조물에 존재하는 내부결함에 의한 산란신호를 통해 건전성을 평가하는 기법이므로 결함의 신뢰성 높은 정량적 평가를 위해서는 결함으로부터의 초음파 산란신호특성에 대한 기본적 이해가 필수적이며 따라서 이를 위한 모델링 수치해석 연구가 요구된다. 본 연구에서는 동탄성 경계요소법을 이용하여 무한체 내부에 존재하는 기공 결함에 의한 초음파 수평횡파의 근거리 및 원거리 산란특성에 대하여 결함으로부터의 거리 영향을 고려하여 해석하였다. 이때 경계요소해석으로 구한 주파수 영역의 원거리 산란장을 실제 결함 탐상시 관찰할 수 있는 시간영역의 신호로 나타내기 위하여 IFFT처리를 하였다. IFFT처리하여 얻은 파형으로부터 원형 기공결함과의 거리가 증가할수록 진폭은 감소하고 시간지연이 나타남을 알 수 있었다.

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경계요소법을 이용한 초음파 산란장 해석에 관한 연구 (A Study on Scattered Field of Ultrasonic Wave Using the Boundary Element Method)

  • 이준현;이서일
    • 비파괴검사학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.130-137
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    • 2000
  • 대표적인 비파괴 평가 기술들 중의 하나인 초음파응용 기술은 각종 구조물에 존재하는 내부결함에 의한 산란신호를 통해 건전성을 평가하는 기법이므로 결함의 신뢰성 높은 정량적 평가를 위해서는 결함으로부터의 초음파 산란신호특성에 대한 기본적 이해가 필수적이며 따라서 이를 위한 모델링 수치해석 연구가 요구된다. 모델링 기법들은 비파괴 평가기술에 있어서 중요한 역할을 하고 있고 많은 모델링 기법들이 결함의 탄성파 산란문제를 해석하기 위하여 사용되어 오고 있다. 본 연구에서는 다양한 수치기법들 중 탄성파 산란문제 해석에 있어 많은 장점을 가지고 있는 동탄성 경계요소법에 대하여 자세히 소개하고, 응용 예로서 경계요소법을 이용한 기공결함의 수평횡파 산란장 해석과 표면균열의 표면파 산란장 해석을 소개한다.

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트렌치를 이용한 S 파 발생 현장실험 (Field Experiment Generating Shear Waves by Using french Method)

  • 이두성;김현규
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제2권4호
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    • pp.209-214
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    • 1999
  • 트렌치를 이용하여 다성분 탄성파 탐사에 필요한 횡파를 발생시키는 현장 실험을 2개소에서 실시하였다. 실험결과 1개소에서는 트렌치 연장 방향에 직각 방향으로 양호하게 분극된 횡파를 얻을 수 있었으며 다른 한 곳에서는 횡파 생성에 실패하였다. 시추공 내에 설치한 3성분 지오폰 기록을 필터링, 에너지 balancing, 수평 및 수직 성분 자료의 가$\cdot$감산 등 전처리 과정을 거쳐 P파와 S파를 분리하였고, S파의 직접파 이벤트를 분석하여 매질의 이방성을 관측할 수 있었다. 분석결과에 의하면 $SH_{max}$ 방향이 남북 방향이었으며 이는 시추코어에서 관찰된 파쇄대 절리 방향과 같다는 사실을 확인하였다.

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초음파를 이용한 금속복합재료의 열충격 손상 평가 연구 (A Study on Evaluation of Thermal Shock Damage of Metal Matrix Composite using Ultrasonics)

  • 강문필;이준현
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 2000년도 춘계학술발표대회 논문집
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    • pp.31-37
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    • 2000
  • Metal matrix composites(MMCs) are rapidly becoming one of the strongest candidates for structural materials for many high temperature application. Among the high temperature environment, thermal shock is known to cause significant degradation in most MMC system. Therefore, the nondestructive evaluation on thermal shock damage behavior of SiC/A16061 composite has been carried out using ultrasonic surface and SH-waves. For this study, Sic fiber reinforced metal matrix composite specimens fabricated by a squeeze casting technique were thermally cycled in the temperature range 25~$400^{\circ}C$ up to 1000 cycles. Three point bend test was conducted to investigate the effect of thermal shock damage on mechanical properties. The relationship between thermal shock damage behavior and the change of ultrasonic velocity and attenuation were discussed by considering SEM observation of fracture surface.

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표면 SH파 모드의 분산특성 해석과 그 응용 (A Study on the Application and Dispersion Characteristics Analysis of Surface SH-wave Mode)

  • 이상용;박익근;윤종학;노승남;안형근
    • 한국공작기계학회:학술대회논문집
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    • 한국공작기계학회 2001년도 춘계학술대회 논문집(한국공작기계학회)
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    • pp.61-65
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    • 2001
  • A new flaw detection technique using by SH angle beam method has been discussed. The SH-wave is horizontally polarized shear wave and the surface SH wave has a characteristic of traveling along near surface layer. The surface SH wave technique is valuable for the detection of fatigue cracks at fillet weld heels which cannot be detected by other ultrasonic technique such as angle beam technique and The dispersion curves of it has simple characterization. In this work, using these beneficial chraterization, quality evaluation of spot weld with ultrasonic sound intensity of SH-wave passing through nugget area of spot weld are verified experimentally.

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활주형 고속정의 횡파중에서의 순항시의 운동성능 계산 프로그램의 개발 (On a Computer Profram to Calculate the Responses of a Ship in Lateral Regular Waves.)

  • 황종흘;이기표
    • 대한조선학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.39-45
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    • 1980
  • 내항성이 우수한 선형을 개발하기 위해서는 초기설계단계에서 이미 그 배의 해상에서의 거동을 예측할 수 있어야만 한다. 이 보고서에서는 임의의 입사각을 갖는 규칙파중을 항주하는 선박이 겪게 되는 동요중에서 횡동요, 수평동요 그리고 선수동요의 연성운동방정식의 해를 Tassi-Takaki가 수정한 스트립이론을 적용하여 해석하였다. 제15차 ITTC의 내항성 위원회의 보고서에서 발표된 콘테이너선형에 대한 결과와 똑같이 선형에 대해 본 프로그램을 사용하여 계산한 수평동요, 횡동요 그리고 선수동요의 운동응답을 비교하여 보았으며, 상당히 만족스러운 결과를 얻었다.

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