• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.142-147
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• 2020

본 연구의 목적은 콘크리트 재료 및 구조물의 균열 특성 평가에 활용되고 있는 확산초음파 기법의 적용 가능성을 검토하는데 있다. 이를 위한 첫 단계로 외부 환경에 따라 변화하는 콘크리트의 수분 함유량 변화를 묘사하여, 확산초음파 파라미터와 콘크리트 수분 함유량 사이의 상관관계 분석을 수행하였다. 실험실 환경에서 완전 건조된 실험체를 수중에서 포화시켜가며 콘크리트 함수율의 차이를 묘사하였으며, 콘크리트 내부에서 초음파의 산란 현상이 충분히 발생하는 500 kHz 주파수 대역대의 신호를 가진 및 분석하여 확산초음파 파라미터인 초음파 확산계수와 초음파 에너지 소산계수를 산정하였다. 콘크리트의 수분 함유량은 확산초음파 실험 시 실험체의 무게 변화를 통해 추정하였으며, 수분 함유량 증가에 따라 실험체에서 무게가 약 2.5 % 가량 증가한 것으로 나타났다. 콘크리트 실험체의 포화정도에 따라 초음파 확산계수는 지속적으로 증가하는 것으로 나타났으나, 변화율은 확산초음파 기법의 계측 오차 범위 내에 있었다. 반면에, 초음파 에너지 소산계수는 완전 포화된 콘크리트에서 완전 건조된 콘크리트 대비 약 120 % 증가하여, 수분함유량에 대해 민감한 것으로 나타났다. 따라서, 추후 확산초음파 기법을 활용하여 콘크리트 재료 및 구조물의 균열 특성 평가 시 함수율에 대한 고려가 필요할 것으로 사료된다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.341-347
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• 2011

본 논문에서는 유효 빔 폭 개념을 새로이 도입하여 중첩 초음파 센서 링의 성능 평가, 최적 설계, 그리고 복합 장애물 탐지에 대해 기술하도록 한다. 일군의 동종 저지향성 초음파 센서들이 반경이 영이 아닌 원주 상에 일정 간격으로 상호 빔 폭이 중첩되도록 배치된다고 가정한다. 첫째, 중첩 초음파 센서 링의 전역 위치 불확실성을 전체 장애물 탐지 범위 내에서의 국부적 위치 불확실성의 평균값으로 나타낸다. 중첩 초음파 센서 링의 유효 빔 폭을 동일한 전역 위치 불확실성을 갖는 단일 초음파 센서의 빔 폭으로 산정하고 이를 바탕으로 정규화된 장애물 탐지 성능 평가 지수를 정의한다. 둘째, 정의된 성능 평가 지수를 이용하여 장애물 탐지 시 위치 불확실성이 최소화되도록 중첩 초음파 센서 링의 설계 사양을 최적화한다. 주어진 초음파 센서의 사용 개수에 대한 중첩 초음파 센서 링의 최적 반경 그리고 주어진 중첩 초음파 센서 링의 반경에 대한 초음파 센서의 최적 사용 개수를 결정한다. 셋째, 3개의 인접 초음파 센서로부터의 장애물 거리 간의 대소 관계에 의거한 복수 장애물의 위치 불확실성 영역 판정 기준을 제시한다. 제시된 위치 불확실성 영역판정 기준을 이용하여 다양한 형태의 장애물로 구성된 복합 장애물 환경에서의 장애물 윤곽 추출 결과를 보인다.

• 비파괴검사학회지
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• 제32권2호
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• pp.155-161
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• 2012

초음파 속도를 이용하여 다양한 종류의 주철에 대해 미세구조와 품질 특성을 평가하였다. 상용으로 사용되는 3종의 회주철 및 3종의 구상흑연주철을 준비하였으며, 열처리 미세구조의 영향을 평가하기 위해 구상흑연주철을 어닐링 열처리를 다르게 하여 시편을 준비하였다. 초음파 전파 속도 측정, 미세구조(펄라이트 분율, 흑연의 길이 및 구상화율) 정량화, 경도 측정을 행하여 이들 파라미터 사이의 경험적 상관관계를 확인하였다. 구상흑연주철의 초음파 전파 속도가 회주철에서의 속도보다 크게 나타났다. 구상흑연주철에서 펄라이트 미세조직의 분율이 감소할수록 경도 및 초음파 속도는 감소하였다. 초음파 속도를 주철 소재의 품질관리를 위한 비파괴평가 파라미터로서 사용할 수 있는 가능성을 보여주었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제14권3호
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• pp.194-205
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• 1994

이종재료 접합재의 연구개발(R&D)이나 품질보증(QA)분야에서 최적 접합조건의 신속한 결정과 사용중 접합재의 접합강도에 결정적으로 영향을 미치는 접합계면의 박리 미접합부등의 비파괴진단 평가기법에 적극 활용되고 있는 초음파비파괴평가(UNDE)기법의 주된 특징과 적용한계, 향후 연구되어야할 과제등을 최근의 특징적인 연구경향과 적용예를 중심으로 소개하고자 한다. 본고(本稿)에서 기술하는 초음파비파괴평가기법은 부분적으로는 기술의 안정화단계에 까지 상당히 접근하여, 현재 국내 반도체산업의 품질보증분야에서는 접합재료 접합계면의 비파괴적해석에 그 유용성이 어느정도 확인되고 있으나 정량적비파괴평가(QNDE)와 검사시스템의 꽃이라 불리는 전문가시스템화에의 접근에는 아직 해결되어야할 문제가 많다. 따라서, 저자들은 앞으로 접합재료 접합계면의 비파괴적해석에 관련한 연구사례와 결과를 정량적비파괴평가의 중요성과 방향성에 초점을 두고 본학회지를 통하여 계속 연재할 계획이다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2004년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.268-271
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• 2004

Non-contact technique should be developed for receiving ultrasonic wave for on-line monitoring of processing defects of fiber reinforced composites, since couplant must be applied on composite materials when conventional ultrasonic testing technique was used. Restriction of conventional ultrasonic testing technique was proven by transmitting and receiving ultrasonic wave on CFRP in various direction of wave propagation with various incident angle of ultrasonic beam. Air-coupled transducer and laser interferometer were applied for non-contacting reception of ultrasonic wave in fiber reinforced composite materials. Air-coupled transducer has optimal sensitivity and frequency band of 300kHz has homogeneous characteristics on direction of wave propagation.

• 비파괴검사학회지
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• 제28권1호
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• pp.46-53
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• 2008

복합재료의 내부 결함 평가를 위해 일반적으로 적용되어온 초음파 C-스캔 기법은 섬유자동 배열을 통한 정밀 성형 공정에 적용하기에는 많은 어려움이 있다. 따라서 본 연구는 복합재료의 정밀 성형 공정 중에 발생되는 각종 내부 결함들을 비파괴적, 비접촉으로 평가하기 위한 새로운 하이브리드 초음파 평가 기법을 확립하는데 목적이 있다. 이를 위하여 본 연구에서는 초음파 산란 반사(scattering reflection) 방식을 토대로 한 새로운 이중 피치-캐치(dual pitch-catch) 기법을 확립하여 기존의 결함평가를 위해 시험편의 스캔에 소요되는 시간을 줄이면서 우수한 결함 영상을 얻을 수 있는 새로운 하이브리드 기법을 개발하였다. 즉 두 가지 종류의 열경화성 및 열가소성 복합재료(carbon/epoxy, carbon/PPS) 적층판의 내부 박리(delamination) 결함의 영상화를 위하여 레이저를 이용한 유도 초음파의 발생 및 이중 피치-캐치(pitch-catch)방식을 토대로 한 비접촉식 공기 정합 트랜스듀서(air-coupled transducer)를 이용하여 결함 영상을 얻기 위한 핵심 알고리즘을 확립하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제20권5호
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• pp.373-380
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• 2000

파괴적인 방법으로 재료나 설비의 기계적 성질을 평가하기 위해서는 많은 경비와 시간이 소요되므로 비파괴적인 방법을 이용한 재료의 기계적 성질 평가가 주목을 받고 있다. 본 논문에서는 초음파 특성을 이용하여 열처리 온도와 조건에 따른 기계적 성질 변화를 평가하였다. 초음파의 감쇠계수는 열처리 온도가 높을수록 결정립의 크기가 커지므로 증가하였다. 초음파의 감쇠계수는 열처리(담금질, 템퍼링, 용접후열처리)가 진행됨에 따라 감소하였다. 초음파 속도는 담금질과 템퍼링/PWHT한 시편에서 40 m/s의 차이를 보이고 있었다. 감쇠계수와 인성과의 상관성은 매우 좋으며 이러한 상관관계는 단조한 압력용기의 비파괴 평가에 이용할 수 있으며, 더욱이 현장 적용에 효율적으로 응용할 수 있을 것이다.

• 한국정밀공학회지
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• 제24권3호
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• pp.23-30
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• 2007

• Journal of Welding and Joining
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• 제12권4호
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• pp.11-20
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• 1994

건축철골, 교량, 압력용기, 배관, 해양구조물 등의 강구조물은 그 대부분이 용접구조이다 이러한 구조물의 용접부의 결함검출법으로는 방사선투과 시험방법도 적용되지만, 구조물의 향상 등에 따라서는 초음파탐상시험방법이 단독적으로 또는 방사선투과 시험방법과 더불어 적용되는 경우가 많다. 따라서 이들 각각의 구조물에 대한 초음파탐상시험규격이 제정되어 있다. 여기서는 결함평가만으로 한정하여 자주 이용되는 규격인 KS B 0896 및 AWS D1.1에 대해 기술한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권9호
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• pp.923-928
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• 2015

본 논문에서는 고경도의 재료를 효과적으로 가공하기 위하여 초음파-자기연마 복합가공을 제시하고, 초음파-자기연마 복합가공의 효율성을 검증하기 위해. 실험계획법을 적용하여 각 인자의 영향력을 평가하였다. 그 결과, 기존의 자기연마가공보다 초음파-자기연마가공의 가공효율이 더 높게 나타났으며, 초음파-자기연마 복합가공에서 가장 적절한 주파수는 28kHz 인 것으로 나타났다. 또 표면거칠기에 대한 인자의 영향을 평가하였을 때, 초음파의 진폭이 가장 큰 영향을 미치는 것을 확인하였다. 그러나 $55{\mu}m$ 의 진폭이 적용되었을 때, 자속밀도의 변화에도 불구하고 가공효율이 오히려 떨어지는 것으로 나타났다. 이러한 결과로부터 지나치게 큰 초음파 진폭은 오히려 자기연마가공의 효과를 저하시키는 것임을 알 수 있었다.