• 제목/요약/키워드: 음향비선형 파라미터

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비선형 음향효과에 의한 고온 재료의 파괴인성 열화도 평가 (Estimation of Fracture Toughness Degradation of High Temperature Materials by Nonlinear Acoustic Effects)

  • 정현조;남승훈;장경영;남영현
    • 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.

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2.25Cr-1Mo 강의 열화도 평가를 위한 비선형 음향효과 응용법 (Application of Non-linear Acoustic Effect for Evaluation of Degradation of 2.25Cr-1Mo Steel)

  • 최윤호;장경영;박익근;김현묵
    • 비파괴검사학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.170-176
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    • 2002
  • 재료 내부를 초음파가 전파하면서 발생되는 비선형 음향효과는 재료의 열화도를 비파괴적으로 평가하는데 우수한 것으로 보고되고 있다. 비선형 음향효과는 재질의 특성에 따라 나타나는 정도가 다르며, 이러한 정도는 비선형 파라미터를 이용하여 정량적으로 평가하는 것이 가능하다. 본 연구에서는 2.25Cr-1Mo 강이 $540^{\circ}C$에서 장시간 노출되었을 때 얼어나는 미세조직의 변화를 얻기 위해 인공 열처리를 수행하고, 2.25Cr-1Mo 강의 열화도와 비선형 음향효과와의 관계를 실험적으로 검증하여 경년 열화도와 비선형 파라미터의 상관관계를 규명하고자 하였다. 비선형 파라미터는 바이스펙트럼법과 파워스펙트럼법을 이용하여 측정되었으며, 실험결과 바이스펙트럼법에 의한 비선형 파라미터는 열화 시간에 매우 민감하게 반응하는 것으로 나타났다.

표면파의 음향비선형 특성을 이용한 표면 피로열화 평가 (Evaluation of Surface Fatigue Degradation Using Acoustic Nonlinearity of Surface Wave)

  • 이재익;이태훈;장경영
    • 비파괴검사학회지
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    • 제29권5호
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    • pp.415-420
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    • 2009
  • 이 논문은 표면파의 비선형특성을 이용하여 재료 표면의 열화손상을 평가한 사례 연구의 결과를 보고한다. 이 연구에서는 3점 굽힘 피로시험에 의해 표면에 피로열화를 가한 알루미늄 T6 시편을 대상으로 표면파의 음향 비선형 파라미터를 측정하기 위한 실험장치를 구성하였으며, 피로시험 전후에서 측정된 비선형파라미터의 크기를 비교하였다. 특히 3점 굽힘 피로시험에 의한 표면피로손상은 시편의 중앙부 표면에 집중 될 것이 예상되므로 이 주변에서의 비선형 파라미터의 변화를 세밀히 관찰하였다. 실험결과 피로손상이 거의 없는 시편의 가장자리에서는 비선형 파라미터가 피로시험 전후에서 큰 변화가 없었지만, 표면 피로열화가 집중된 중앙부에서는 뚜렷하게 증가하는 것으로 나타났다.

표면파의 음향 비선형성과 실험적 특성 검증 (Acoustic Nonlinearity of Surface Wave and Experimental Verification of Characteristics)

  • 이재익;권구도;이태훈;장경영
    • 비파괴검사학회지
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    • 제29권4호
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    • pp.344-350
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    • 2009
  • 본 연구의 목적은 탄성 표면파에서의 비선형 거동의 이론적 배경을 소개하고 실험적으로 검증하는 것으로서, 이론상의 표면파의 비선형 파라미터는 벌크파에서와 같이 전파된 표면파의 2차 고조파 성분과 기본파 성분 크기의 비에 의존한다. 이를 검증하기 위해 접촉식 탐촉자를 이용한 측정 시스템을 구축하였고, 표면파 전파거리와 인가전압 크기를 변화시키며 알루미늄 6061 합금의 비선형 파라미터를 측정하였다. 또한, 비선형 파라미터를 측정함에 있어서 주파수 의존적 감쇠의 영향을 고려하였다. 이러한 과정을 통한 결과는 탄성 표면파의 비선형 파라미터가 인가전압의 크기에 독립적이며, 2차 고조파 성분의 크기는 전파거리에 선형적으로 의존할 것이라는 이론적 예측과 일치한다.

협대역 레이저 여기 표면파의 음향버선형성을 이용한 A16061 합금의 굽힘피로손상 평가 (Bending Fatigue Characterization of Al6061 Alloy by Acoustic Nonlinearity of Narrow Band Laser-Generated Surface Wave)

  • 남태형;최성호;장경영;김정석;이태훈
    • 비파괴검사학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.139-145
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    • 2010
  • 본 연구에서는 레이저를 이용한 협대역 표면파의 음향 비선형 계측을 통하여 굽힘피로손상된 알루미늄 합금의 피로열화를 평가하였다. 선배열 레이저를 이용할 경우 발생하는 본질적인 고조파 성분을 이론적으로 분석하고 굽힘피로손상된 알루미늄 6061 합금의 표면으로부터 음향 비선형 파라미터를 성공적으로 측정하였다. 피로사이클의 증가에 따라서 음향 비선형 파라미터는 증가하였고 손상 정도와 매우 밀접한 관계를 보였다. 결과적으로 본 연구에서 다룬 레이저 여기된 표면파의 비선형평가기법은 피로손상된 표면열화 평가에 매우 유용할 것으로 판단된다.

열처리된 알루미늄 합금의 초음파 비선형 특성 평가 (Evaluation of Ultrasonic Nonlinear Characteristics in Heat-Treated Aluminum Alloy)

  • 김종범;전청;장경영;김정석
    • 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.

선형 및 비선형 초음파를 이용한 1Cr-1Mo-0.25V의 열화평가에 관한 연구 (A Study on the Evaluation of Material Degradation for 1Cr-1Mo-0.25V Steel using Linear and Nonlinear Ultrasonics)

  • 김정표;석창성;송성진;김영환
    • 비파괴검사학회지
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    • 제21권5호
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    • pp.549-555
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    • 2001
  • 초음파법은 산업설비의 열화 정도나 결함을 평가하기 용이한 비파괴적 방법이다. 본 연구에서는 1Cr-1Mo-0.25V을 $630^{\circ}C$에서 등온열화처리하여 4개의 시편을 준비하였다. 이를 사용하여 초음파의 속도, 감쇠계수를 측정하여 재료의 열화를 평가하였으며, 배진동의 발생효률을 나타내는 비선형파라미터를 이용하여 재료의 열화정도를 평가하였다. 감쇠계수와 비선형파라미터는 열화가 진행될 수록 증가하였으며, 특히 1,820 시간 열화시편의 배진동 진폭은 원시시편의 배진동 진폭과 비교 시 20dB이상 증가하였나. 그러나 열화정도에 따른 속도의 변화는 거의 없는 것으로 나타났다. 본 연구결과에서 감쇠계수와 비선형파라미터는 재질 열화에 민감하게 반응하는 파라미터였으며, 재질 열화도를 평가하기에 적절한 파라미터인 것으로 사료된다.

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음향 비선형 파라미터의 추정을 위한 바이스펙트럼 해석법의 적용 (Application of Bispectral Analysis to Estimate Nonlinear Acoustic Parameter)

  • 김경조;장경영
    • 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.

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Lyapunov 차원을 이용한 화자식별 파라미터 추정 (Estimation of Speeker Recognition Parameter using Lyapunov Dimension)

  • 유병욱;김창석
    • 한국음향학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.42-48
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    • 1997
  • 본 논문에서는 음성을 비선형 결정론적 발생메카니즘에서 발생되는 불규칙한 신호인 카오스로 보고 상관차원과 Lyapunov 차원을 구함으로써 음성화자식별 파라미터와 음성인식파라미터에 대한 성능을 평가하였다. Taken의 매립정리를 이용하여 스트레인지 어트렉터를 구성할 때 AR모델의 파워스펙트럼으로부터 주요주기를 구함으로써 정확한 상관차원과 Lyapunov 차원을 추정하였다. 이트렉터 궤도의 특징을 잘 나타내는 상관차원과 Lyapunov 차원을 가지고 음성인식과 화자인식의 특징파라미터로의 효용성을 고찰하였다. 그 결과, 음성인식보다는 화자식별의 특징파라미터로타당하였으며 화자식별 특징파라미터로서는 상관차원보다는 Lyapunov 차원이 높은 화자식별 인식율을 얻을 수 있음을 알았다.

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경쟁학습을 갖는 Radial Basis Function Networks 결정 궤한 등화기 (Radial Basis Functions Networks Decision Feedback Equalizer with Competitive Learning)

  • 서창우
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 1997년도 영남지회 학술발표회 논문집 Acoustic Society of Korean Youngnam Chapter Symposium Proceedings
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    • pp.13-16
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    • 1997
  • 본 논문에서는 Bayesian 결정 이론을 이용한 기존의 Radial Basis Function Networks 이되는 출력층에서 선형 조합되는 것과는 다른 형태의 방법을 제안하고자 한다. 제안하고자 하는 방법은 은닉층의 출력값과 가중치와의 곱해진 값이 출력층의 입력으로 들어오는데 이들 입력신호를 경쟁을 통하여 가장 큰 값만을 출력신호 인정하는 방법이다. 이런 경우에 파라미터 갱신을 할 때도 모든 가중치를 다 갱신하는 것이 아니라 출력되는 은닉층에 연결된 가중치만을 갱신하게된다. 이렇게 할 경우 계산량 감소뿐만 아니라 학습시간을 단축할 수 있다는 장점이 있다. 그리고 제안한 방법을 이용할 경우 비선형 분류문제에서도 우수한 성능결과를 확인 할 수 있었으며 기존의 RBFN rhk Wiener Filter와 성능을 비교하였다.

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