• 비파괴검사학회지
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• 제30권5호
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• pp.451-457
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• 2010

본 연구에서는 합금강의 미세조직 특성인 결정립과 석출물이 초음파 비선형성에 미치는 영향을 실험적으로 연구하였다. 원자로 압력용기 재료인 SA508 Gr.3 저합금강을 오스테나이징과 템퍼링 조건을 변화시켜 모상의 오스테나이트 결정립 크기와 석출물 크기를 제어하였다. 결정립과 석출물 모두 크기가 조대해 짐에 따라 초음파 비선형 파라미터는 낮아지는 경향을 보이므로 초음파 비선형성이 결정립과 석출물과 밀접한 상관성이 있음을 알 수 있었다. 모상의 오스테나이트 결정립이 성장하더라도 패킷과 래스 하부업계의 영향으로 초음파 비선형 파라미터는 큰 변화를 보이지 않았다. 석출물의 영향으로 석출물의 크기 외에 정합변형을 일으키는 $Mo_2C$의 감소로 인해 초음파 비선형 파라미터가 큰 감소를 나타내었다. 본 연구결과 초음파 비선형성을 측정하므로써 결정립과 석출물의 미세조직 특성을 평가하는 것이 가능하다.

• 비파괴검사학회지
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• 제34권3호
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• pp.241-247
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• 2014

본 연구는 고온강도와 화학적 안전성으로 산업기계 구조물의 주요 소재로 사용되고 있는 AISI316 오스테나이트기 스테인레스강의 장시간 등온열처리에 따른 초음파 비선형성 특성을 평가하였다. 장시간 등온열처리는 정해진 시간을 변수로 전기로에서 가속열처리를 수행하였다. 미세조직적으로 정밀분성을 통하여 장시간 열처리에 따른 초음파 비선형성의 변화와 미시적 손상거동을 면밀히 평가하였다. 초음파 비선형성은 1000시간까지 급격하게 감소하고 이후 서서히 감소하였다. 표면조직적으로 입계의 모양이 다각형에서 원형으로 변하며 특히, 1000시간에서는 쌍정이 모두 분해되었다. 입계에 존재하던 델타페라이트는 1000시간에서 관찰되지 않으며 ${\sigma}$상으로 지속적인 변태가 진행되었다. 결과적으로 열처리 초기에는 보이드나 전위의 소멸 그리고 쌍정의 소멸로 초음파 비선형성은 급격히 감소를 하고 이후에는 입계에 $Cr_{23}C_6$석출물의 생성과 ${\sigma}$상 생성으로 초음파 비선형성은 미소하지만 지속적으로 감소한 것으로 판단된다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1998년도 학술발표대회 논문집 제17권 2호
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• pp.115-118
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• 1998

본 연구에서는 매우 작은 틈새를 갖는 미세 크랙을 초음파가 투과할 때, 크랙 면의 부분 접촉의 의한 새로운 음향 비선형성의 발생 구조를 제안하고 그 정당성을 검증하는데 목적을 두고 있다. 이를 위하여, 초음파가 미세 크랙을 투과할 때 부분 접촉 효과에 의해 나타나게 되는 파형을 반파 모델로 모델링하고 이를 통해 고주파 조화 성분(Harmonics)이 발생하는 원인을 제시하였으며 틈새의 크기와 음향 비선형성의 크기와의 상관 관계를 시뮬레이션과 실험을 통하여 확인하였다. 이를 통해 미세 틈새와 음향 비선형성과의 상관 관계를 밝히고 틈새의 크기가 증가해 감에 따라 음향 비선형성이 증가함을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권6호
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• pp.751-756
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• 2010

비선형 초음파는 선형 초음파와 비교하였을 때 재료의 물성 변화에 민감하게 반응한다. 이 연구의 목표는 비선형 요소를 포함하여 열처리 조건과 초음파 비선형성의 상관관계를 알아내는 것이다. 본 연구에서 기존의 방법과는 다른 수정된 초음파속도계산 식이 새롭게 제안되었다. 이것은 열처리된 재질에서 초음파 속도변화가 재료의 비선형성 때문에 발생하는 것을 찾아내었다. 실험을 통하여 수정된 초음파 속도와 1차 조화 및 2차 조화파의 진폭 비율이 서로 동일한 경향을 보이는 것을 알아냈다. 그리고 수정된 초음파속도식을 통해 계산된 상대적인 비선형계수는 기존의 방법을 이용하였을 때보다 더 민감함을 알아냈다.

• 비파괴검사학회지
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• 제28권4호
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• pp.358-363
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• 2008

재료의 미세열화를 측정하는 비파괴검사법으로 초음파의 비선형파라미터 측정기법이 최근 주목받고 있다. 하지만 그 크기가 매우 작기 때문에 여러 측정 인자들로부터 영향을 받아 일관성 있는 측정이 어렵다. 따라서 본 연구에서는 접촉식 탐촉자를 이용한 초음파 비선형파라미터의 측정에서 측정시스템에 의존하는 인자들의 영향을 연구하였다. 그 결과 탐촉자 접촉압력과 인가전압이 충분히 클수록 시스템 비선형성의 영향을 줄일 수 있음을 알 수 있었다. 이 연구의 결과는 정확한 비선형파라미터의 측정을 위한 실험조건을 설정하는 방법으로서 유용하게 사용될 것이 기대된다.

• 비파괴검사학회지
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• 제36권1호
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• pp.53-59
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• 2016

초음파 비선형 진단을 이용한 기법의 경우 재료의 단순 결함 검출뿐만 아니라 부식, 소성변형과 같은 미세손상을 평가할 때 주로 이용된다. 1차 조화파(primary wave)와 2차 조화파(second harmonic wave)의 진폭의 비를 이용하여 비선형성을 나타내며, 이러한 비선형성의 비교 결과를 진단에 사용한다. 실험 특성상 비선형성은 재료의 비선형성뿐만 아니라 장비의 비선형성 또한 포함하게 된다. 장비 비선형성은 사용자가 측정하고자 하는 값이 아니므로 오차로 작용하여 분석을 방해한다. 본 연구에서는 오차로 작용하는 장비의 비선형성을 감소시켜 보다 정확한 진단을 위해 체적파 혼합기법을 사용하였다. 체적파 혼합기법의 가장 큰 특징은 기존의 초음파 비선형 진단보다 장비의 비선형성을 줄일 수 있다는 점이다. 본 연구에서는 체적파 혼합기법을 이론 및 실험적으로 검증하였으며, 기존의 초음파 비선형 진단기법의 결과와 체적파 혼합기법의 결과를 비교하여 장단점 및 적용 가능성 분석에 초점을 두었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권3호
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• pp.215-222
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• 2017

프리스트레스트 보의 인장력 변화에 따른 콘크리트 응력 수준을 평가하기 위하여, 초음파를 이용하는 기존의 방법보다 개선된 비선형 초음파 공진 기법의 도입을 제안하였다. 이는 동일하게 초음파를 사용하는 선형의 기법보다 월등히 높은 민감도를 보이므로 초기 상태의 응력 평가에도 유리하다. 비선형 초음파 공진 기법은 초음파 통과시 매질 상태에 따른 공진 주파수의 변화의 정도로부터 계산되는 비선형 인자의 값을 측정하며, 측정 결과는 콘크리트의 응력 상태와도 밀접한 연관을 갖는다. 본 연구에서는 유압 펌프를 통한 인장력 작용에 따른 비선형 인자의 측정을 수행함으로써 두 인자 사이에 밀접한 연관성이 있음을 확인하고, 반복적인 하중 이력의 작용이 비선형 인자의 변화에 미치는 영향을 분석하였다. 추가적으로, 선형 초음파 전파 속도 측정 결과를 비교하여 제안한 방법의 민감도를 검증하였다. 측정 결과를 통해 프리스트레스트 보의 콘크리트 응력 수준 평가를 위한 비선형 초음파 공진 기법의 적용 가능성을 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제26권2호
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• pp.77-83
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• 2006

초음파 비선형성은 적층 구조물 내부의 미세크랙이나 계면 들뜸을 검출하기 위한 수단으로 주목받고 있다. 비선형 초음파의 특징적인 현상은 전파 과정중에 고조파가 발생되는 것이다. 그러므로 비선형성의 정량화를 위해서는 수신된 초음파 신호에 포함된 고조파 성분의 검출이 중요하며, 일반적으로 2차 조화 성분과 기본 주파수 성분의 진폭비가 비선형 파라미터로 이용되고 있다. 그러나 이 비선형 파라미터를 정확하게 추정할 수 있는 방법이 확립되어 있지 않기 때문에 현재까지는 현장적용에 어려움을 겪고 있다. 본 연구에서는 초음파 비선형 파라미터의 정밀 추정을 위한 신호 처리 기술을 제안하고자 한다 이 기술은 파워 스펙트럼과 바이스펙트럼 분석에 기초하며, 특히 본 연구에서는 초음파 현미경(SAM, scanning acoustic microscope)에 사용되는 펄스형 신호로부터 고조파를 검출하는데 주목하였다. 제안된 기법의 유효성은 틈새의 크기가 접촉 중심에서 반경 방향으로 일정하게 증가하는 뉴턴링(Newton-ring)과 칩의 윗면에 국부적인 들뜸을 가진 반도체 샘플에 대한 실험을 통해 검증되었다. 결과적으로 제안된 신호처리기법에 의해 획득된 비선형 파라미터는 계면 들뜸과 좋은 상관성을 보였다.

• 한국음향학회지
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• 제19권4호
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• pp.101-106
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• 2000

광대역 고분자 초음파 변환기를 이용한 초음파 비선형 파라메타 B/A 측정장치를 이용하여 생체조직에서 지방질의 농도에 대한 B/A의 의존성을 알아보기 위하여 계란의 흰자와 노른자의 혼합에 대하여 조사하였다. 이들 두 성분에 대한 음속과 밀도가 서로 1% 정도임에도 불구하고 yoshizuni등에 의해 제시된 선형성보다 이차적 의존성이 더 있음을 확인하였다. 이것은 생체조직을 fat과 nonfat의 두 부분으로 나누어 지방질의 농도에 대한 초음파 비선형 파라메타 B/A와 음속의 크기에 대하여 본 연구에서 제시한 이론식과 잘 일치하였다. 또한 지방질이 없는 skim milk의 다양한 용해도 성분에 대한 B/A와 음속을 측정한 결과 용해도의 농도가 클수록 B/A와 음속의 값이 커짐을 알 수 있었으며, 이들에 영향을 주는 것은 단백질 등으로 예상된다.

• 한국광학회지
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• 제28권4호
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• pp.158-165
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• 2017

광 흡수체로부터 측정되는 광음향 신호의 크기가 광 흡수계수 값의 증가에 따라 증가하다가 포화되는 광음향 비선형성에 대한 기존의 분석에서는 초음파 측정기의 물리적 형태를 고려하지 않았다. 이 논문에서는 초음파 측정기의 구면 초점 형태가 광음향 비선형성에 미치는 영향을 분석하였다. 구면 초점 초음파 측정기의 공간 필터링에 의한 광음향 공명 현상을 고려하고 기존의 광음향 비선형성에 대한 연구 방법을 보완하여 구면 초점 초음파 측정기로 측정한 광음향 신호에 대한 해석식을 이론적으로 유도하였다. 이 해석식에 의한 결과는 광음향 신호가 특정한 광 흡수계수 값에서 최대값을 나타내고 최대값 이후로는 광 흡수계수 값의 증가에 따라 오히려 감소함을 보였다. 주파수 영역에서 구면 초점 초음파 측정기에 의해 측정된 광음향 신호의 공명 스펙트럼과 초음파 측정기의 주파수 전달 함수를 비교하여 이 기존의 통념과는 다른 특징을 보이는 광음향 비선형성을 이해하였다. 또한, 이 주파수 영역에서의 물리적 해석으로 인해 광음향을 발생시키는 광 흡수체 내부의 광 조도 형태도 광음향 비선형성에 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다.