• 대한기계학회논문집A
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• 제36권4호
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• pp.443-449
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• 2012

Ti-6Al-4V 재에 다양한 표면처리방법을 통하여 나노스킨화된 피로시험편을 제작하고 회전굽힘피로 시험과 축하중 인장압축피로시험을 수행하였다. 특히 S-N 곡선에서 초음파나노표면개질(UNSM)법은 국내특허기술로 다른 처리법들보다 우수한 결과를 보였고, UNSM 처리된 직경 5 mm 재는 6 mm 티타늄재를 대치 가능할 성능을 얻었다. UNSM 처리된 $10^6$ 사이클 이상의 장수명영역에서 피로강도가 크게 향상되는 시험결과를 얻었다. 균열발생 패턴의 분석을 통하여 Ti-6Al-4V 재는 응력의 작용형태에 따라 표면균열발생형(surface originating crack type)과 내부균열발생형(interior originating crack type)인 어안균열(fish eye crack)이 발생하는 메커니즘을 분석하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제19권6호
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• pp.439-447
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• 1999

복합재료-금속 접착접합부가 사용 중 반복하중을 받을 때 발생하는 피로손상을 실시간에 평가할 수 있는 기법으로 음향초음파(acousto-ultrasonics; AU)법을 채택하였으며, 피로시험 중의 단일겹치기(single-lap) 및 이중겹치기 (double-lap) 평판형 시험편에서 취득한 신호로부터 계산된 음향초음파변수(acousto-ultrasonic parameters: AUP)와 피로손상도 사이의 상관관계를 나타내는 곡선을 얻을 수 있었다. 곡선은 피로손상에 의한 고분자기지 복합재료의 강성율 저하($E/E_o$)를 나타내는 곡선과 매우 유사하며, 이를 바탕으로 피로손상도의 실시간 예측이 가능하다. 다만 단일겹치기 시험편의 경우에는 Amplitude와 AUP2를, 이중겹치기 시험편의 경우에는 Amplitude와 AUP1을 기준 변수로 채택할 때 보다 일관성 있는 결과를 얻고 있는 점으로부터 실제 구조물에 적용함에 있어서는 각각의 형상에 따른 최적변수를 선택하여 활용해야 할 것으로 사료된다.

• 비파괴검사학회지
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• 제29권1호
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• pp.10-14
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• 2009

초음파 적외선 비파괴 열화상 검사기술의 발열 메커니즘은 정확히 규명되지 않았으나, 열-기계 연성효과와 결함 계면 사이의 마찰효과가 주요한 원인인 것으로 추정되고 있다. 본 논문에서는 피로균열을 갖는 알루미늄 합금 시험편에서 결함을 검출하고, 실험조건으로부터 각각의 메커니즘에 따라 온도 변화를 수치 예측하였다. 시험결과와 수치예측 결과로부터 발열의 주요한 원인이 마찰이라는 것을 밝혔다.

• 비파괴검사학회지
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• 제29권5호
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• pp.405-414
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• 2009

이 논문에서는 표면으로부터 내부로 진전된 CT피로시험편의 노치 피로균열을 대상으로 회절초음파를 이용하여 균열깊이를 평가하기 위한 방법을 제안하고 그 타당성을 실험에 의해 검증하였다. 특히 균열선단 이외에 노치와 같은 또 다른 회절파 발생요소가 존재하는 상황에서 회절파 성분들을 정확하게 규명하기 위해 탐촉자 스캔에 의한 영상화 및 전파경로 분석을 실시하였다. 실험은 균열이 없는 시험편과 균열이 있는 시험편에 적용하였다. 실험 및 분석의 결과 주파수가 클수록 그리고 탐촉자의 굴절각이 클수록 정확한 측정이 가능했고, 4MHz의 $60^{\circ}-60^{\circ}$ 탐촉자 조합의 경우 오차 0.38 mm 이내로 균열깊이가 측정되었다. 제안 기법은 균열 선단부가 미세하여 회절파 세기가 미약하더라도 적용이 가능하다는 특징을 가지므로 미세 균열의 검사 및 깊이 평가에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 비파괴검사학회지
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• 제33권1호
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• pp.20-25
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• 2013

열화 정도를 예측하기 위한 비파괴기법으로 초음파기법이 널리 적용되고 있다. 초음파 속도와 감쇠 특성은 일반적으로 금속재료의 물성 변화에 따라 변화하기 때문에 초음파 속도와 감쇠 특성을 이용하여 금속재료의 열화 정도를 간접적으로 예측할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 반복하중으로 인하여 피로파괴 발생 가능성이 높은 볼트, 리벳 접합의 구조용재 및 선박 차량에 사용되고 있는 Al6061-T6을 피로수명의 0%, 55%, 70%, 85%인 시험편을 제작하였고, 가공된 시험편의 감쇠 특성을 이용하여 측정된 열화 이미지로 Al6061-T6의 건전부와 열화부를 판단하였으며, 건전부와 열화부의 감쇠 특성 차이를 계산하여 Al6061-T6의 열화 진행 정도를 평가하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제20권5호
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• pp.397-401
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• 2000

화력발전 플랜트의 터빈 블레이드(blade) 재료인 12Cr 합금강의 고속 열화 시편에 대한 레일리(Rayleigh) 표면탄성파의 산란과 속도의 주파수 의존특성을 액체/고체 경계 면에서 표면파의 발생기구에 의해 나타나는 후방복사 초음파 세기의 입사각 의존성으로 간접 평가하고 부식피로 특성과 비교 분석하였다. 후방복사 현상이 발생하는 입사각 폭은 부식온도와 반비례하였으며 이는 효과적 부식층의 두께 증가로 설명되었다. 이 프로파일의 폭은 피로시험에서 균열성장 관계식인 파리스(Paris) 법칙의 지수 m과 선형적으로 반비례하여 열화시편의 부식 피로 특성의 비파괴적 평가에 있어 후방복사된 초음파를 이용한 기술이 매우 유용함을 보여 보여주었다.

• 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.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권7호
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• pp.637-646
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• 2016

실온에서 인코넬 718의 UNSM(Ultrasonic nanocrystal surface modification)처리재, 수소취화재(100 bar, $300^{\circ}C$에서 120 h) 및 수소취화재의 UNSM처리재의 회전굽힘피로시험에 의해 얻어진 결과, 수소취화재는 미처리재의 S-N곡선보다 피로수명이 약 10~20 % 감소하며 부식피로나 비철재료처럼 피로한도 없이 점진적으로 감소하였다. 표면균열수는 수소취화의 영향으로 평균입경($13{\mu}m$)보다 작은 균열의 비율이 약 80 %를 차지하였다. 결정입계, 표면 흠 등에 수소침투에 의한 취화현상으로 티어링(tearing)하면서 복수로 발생한 작은 표면균열은 불규칙적으로 분포하며 티어링하면서 성장, 합체되어 피로수명이 감소하는 것으로 추정된다. 미처리재에 비해서 UNSM처리재의 피로수명은 전 영역에서 크게 증가하였고, 수소취화된 시험편을 UNSM 처리한 후 피로시험을 실시하면 700 MPa에서 10배 이상, 600 MPa에서 20배 이상 증가하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제28권4호
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• pp.352-357
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• 2008

구조물의 안전 보장 문제에 있어 재료의 파손 이전에 미세균열을 검출하는 것은 매우 중요하다. 비선형 초음파 기법은 일반적인 초음파 기법보다 미세결함에 민감하기 때문에 이를 이용하여 비파괴적으로 구조물이나 재료의 건전성을 진단하는 방법이 주목받고 있다. 계면접촉에 의한 비선형 초음파 효과는 초음파가 내부의 미세 균열에 입사될 때 미세균열면에서 응력과 변위가 비선형 관계를 가지고, 이에 의해 파가 왜곡되어 그 결과 고조파 성분이 발생하는 현상이다. 본 연구에서는 이러한 비선형 초음파 기법의 적용가능성을 알루미늄 시편에 인위적으로 발생시킨 피로균열을 대상으로 실험적으로 검증하고자 하였다. 이를 위해 V-노치를 갖는 A16061의 피로균열 시험편을 준비하고, 균열방향으로 2차 고조파 성분의 크기를 측정하였다. 실험결과 미세균열에서 고조파 성분이 크게 발생하며 이 기법에 의한 균열깊이 측정이 일반적인 반사파의 6 dB drop법보다 정확함을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권7호
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• pp.635-643
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• 2017

STS 304L 강재의 냉간압연율의 증가에 따라 t가 1.5 mm에서 1.1 mm까지 감소하면 인장강도, 항복강도, 경도치 및 UFT피로시험의 피로한도는 선형적으로 증가하였다. t=1.5 mm, t=1.4 mm, t=1.3 mm 및 t=1.1 mm인 4가지 시험편의 UFT피로시험(R= -1)결과, 회전굽힘피로시험(R= -1)의 결과처럼 $10^6$ 영역에서 S-N곡선의 피로한도가 절점(knee point)을 형성하였고, 기가사이클 피로에서 생기는 현상인 피로한도가 추가로 감소하지않았다. 또 t=1.1 mm인 경우 가장 높은 피로한도 345 MPa로 되었고, 원소재(t=1.5 mm)에 대하여 64.3 % 증가하였다. 냉간압연율에 따른 UFT피로시험결과 많은 작은 표면균열이 티어링(tearing)하면서 발생, 성장, 서로 합체하였다.