• 한국지반공학회논문집
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• 제29권10호
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• pp.57-66
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• 2013

보다 빠른 교통 수단에 대한 사회적 관심이 현재 운영 중인 KTX의 운행속도인 350km/h을 넘어서는 고속 열차의 운행을 요구하고 있다. 본 연구에서는 콘크리트 궤도 구조물에서 열차 속도 변화에 따른 노반 변위의 변화양상을 추적하고 비선형적인 노반 응력 변화를 살펴보기 위해 유한요소해석을 실시하였다. 궤도-차량 상호작용을 간단한 형태로 고려하기 위해 이동 하중의 질점 시스템을 개발하였다. 열차 하중의 이동 속도를 100km/h에서 700km/h까지 변화시켜 결과를 얻었다. 열차 속도 증가에 따라 레일과 노반 변위는 비선형적으로 증가하였으나 뚜렷한 임계 속도 효과는 나타나지 않았다. 낮은 열차 속도 대역에서는 열차 속도보다 노반에서 에너지를 전달하는 탄성파 속도가 빠르다. 하지만 400km/h 이상의 열차 속도 대역에서는 열차 속도와 에너지 전달 속도가 거의 일치하였다. 열차 속도 증가에 따라 노반 응력 이력이 크게 변하며 경로 의존적인 토질 재료에서 상당한 크기의 소성 변형률이 예상된다.

• 비파괴검사학회지
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• 제18권3호
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• pp.191-204
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• 1998

복합재 연소관의 수압/AE 시험의 성공적 수행을 위한 핵심 과제중의 하나는 수압으로 인해 방출되어 연소관을 통해 전파하는 탄성파의 특성을 분석함으로써 수압/AE 시험시 감지해야할 탄성파의 최적 성분을 결정하는 것이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 대칭 적층 구조를 갖는 복합재 연소관에 광대역 초음파를 발진시키고 전파방항과 거리를 변화시킨 105지점에서 광대역 음향방출 센서를 이용하여 복합재 내를 전파한 탄성파를 수신하고, 그 특성(주파수, 전파거리, 전파속도)을 분석하였다. 이와 같은 실험을 내부가 비어 있는 연소관과 내부를 물로 채우고 수압을 가한 연소관에 대해 반복 수행함으로써, 수압이 탄성파의 전파특성에 미치는 영향을 분석하고, 이를 바탕으로 수압/AE 시험시 검출할 탄성파의 최적 성분을 결정하였다.

• International Journal of Ocean Engineering and Technology Speciallssue:Selected Papers
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• 제6권1호
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• pp.7-14
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• 2003

The interaction of monochromatic incident waves with a submerged horizontal porous membrane is investigated in the context of two-dimensional linear hydro-elastic theory. It is assumed that the membrane is made of material with very fine pores so that the normal velocity of the fluid passing through the porous membrane is linearly proportional to the pressure difference between two sides of the membrane (e.g. Darcy's law). Using the Eigen-function expansion method, the wave-blocking performance of a submerged horizontal porous membrane is tested with various membrane tensions, porosities, lengths, and submerged depths. It is found that an optimal combination of design parameters exists for given water depth and wave characteristics.

• 비파괴검사학회지
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• 제9권2호
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• pp.18-24
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• 1989

Computer-aided high frequency ultrasonic is applied to aluminum oxide(85w%, 94w%, 96w%, and 99w%) MOR(modulus of rupture) samples to evaluate mechanical properties such as density variation, pore content, elastic modulus, shear modulus, and poisson's ratio. Ultrasonic wave velocity and attenuation measurement techniques were used as an evaluator of such properties. Pulse-echo C-Scan images with different fate setting method using 50MHz center frequency 1 inch focal length transducer allows evaluation of density variation and pore content. Elastic modulus calculated with the relation of density and ultrasonic velocity. It shows good reliability as compared with resonance method. Sintered density variation of $0.025g/cm^{3}$, that is 0.6% of theoretical density in $Al_{2}O_{3}$ samples can be observed by ultrasonic velocity measurement. Attenuation measurement method qualitatively agree with 4-point fracture testing result concerning of porosity content.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.582-589
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• 2006

Shear wane velocity is important property for grasping the dynamic characteristics of material. It is has been used in various fields such as non-destructive testings of structures, seismic analysis of geotechnical structures and maintenance of concrete structure, and etc. Usually, shear wave velocities of rock cores and concrete cylinders are determined by free-free resonance tests, Shear wave measurement in free-free resonance tests is not straightforward, as compared with rod wave and flexural wane measurements. In This study, a new technique using resonance features of flexural and shear waves were proposed in which the nodal points for the fundamental mode of flexural waves were employed to generate and measure the shear waves with the flexural waves minimized. The real measurements for aluminum cylinders proved validity and reliability of the proposed algorithm. In addition to the proposed algorithm, the effects of material properties on elastic-wave velocities in resonance measurements were also studied. In summary, a new framework of the resonance measurements for shear-wave velocity determination was established, based on the results of this thesis.

• 비파괴검사학회지
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• 제26권6호
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• pp.390-402
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• 2006

The elastic properties and thickness of mullite environmental barrier coatings grown through chemical vapor deposition (CVD) on silicon carbide substrates were measured using frequency domain photoacoustic microscopy. In this technique, extremely narrow bandwidth surface acoustic waves are generated with an amplitude modulated laser source. A photorefractive crystal based interferometer is used to detect the resulting surface displacement. The complex displacement field is mapped as a function of source-to-receiver distance in order to extract the wavelength of the surface acoustic wave at a given excitation frequency, and the phase velocity is determined. The coatings tested exhibited spatial variations in thickness and mechanical properties. The measured surface wave dispersion curves were used to extract an effective value for the elastic modulus and the coating thickness. Nanoindentation was used to validate the measurements of the effective elastic modulus. The average elastic modulus measured through the coating thickness using nanoindentation is compared to the effective modulus found using the photoacoustic system. Optical microscopy is used to validate the thickness measurements. The results indicate that the photoacoustic microscopy technique can be used to estimate the effective elastic properties in coatings exhibiting spatial inhomogeneities, potentially providing valuable feedback for the optimization of the CVD growth process.

• 비파괴검사학회지
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• 제36권6호
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• pp.474-482
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• 2016

가벼운 다공성 구조재로서 널리 사용되는 캘빈 폼(foam) 재료의 탄성특성을 초음파를 이용하여 조사하였다. 캘빈 폼의 구조는 tetrakaidecahedron의 단위 셀(unit cell)이 규칙적으로 3차원 배열된 구조를 갖고 있는데 본 연구에서는 SoildWorks 프로그램에서 캘빈 단위 셀을 설계하고 ABS 플라스틱 재료를 이용하여 3차원 프린터로 제작한 후 초음파시험을 수행하였다. 캘빈 구조체는 기공이 많은 재료이기 때문에 초음파가 투과할 수 없어서 빈 공간을 모두 파라핀 왁스로 충진하여 초음파가 투과할 수 있도록 하였다. 파라핀을 충진한 캘빈 구조체는 초음파의 비행시간(TOF)을 이용하여 초음파 속도를 계산한 후, 이 복합 구조체에 대한 탄성 구조 모델을 기반으로 캘빈 구조체만의 탄성계수를 계산하였다. 측정된 캘빈 구조체의 탄성계수 값은 모재(ABS 플라스틱) 탄성계수의 약 3.4%가 되는 것으로 나타났는데 이 평가 결과는 선행된 연구 결과들에서 나타난 실험값이나 이론 해석 결과와 잘 일치하는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제26권4호
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• pp.213-221
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• 2013

이 논문에서는 반무한 고체영역의 표면에서 측정한 변위응답의 시간이력으로부터 유한요소망 연속기법을 이용해 탄성파 속도의 공간적 분포를 추정하는 역해석 문제를 소개한다. 반무한 영역에서의 역해석을 위해서는 해석 대상이 되는 유한영역의 경계에서 파동의 반사가 일어나지 않도록 하는 것이 중요하다. 이를 위해 유한영역의 경계면에 perfectly-matchedlayers(PMLs)라는 수치적 파동흡수층을 도입하였고, PML을 경계로 하는 유한영역에서 역해석 문제를 정의하였다. 이 문제를 탄성파동방정식을 구속조건으로 하는 최적화 문제로 표현하였으며, 라그랑주 승수법에 기초한 비구속 최적화 기법에 의해 탄성파속도의 최적 분포를 결정하였다. 해의 정확도와 수렴성을 높이기 위해 유한요소망 연속기법을 도입하여 점진적으로 밀도가 증가하는 유한요소망에 대해 연속적으로 역해석을 수행하였다. 1차원 예제들을 통해 유한요소망 연속기법을 이용한 역해석으로부터 탄성파속도의 분포를 정확히 추정할 수 있음을 확인하였으며, 측정 응답에 노이즈가 존재하는 경우에도 제안한 역해석 기법은 목표 탄성파속도 분포에 근사한 결과를 도출하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제32권1호
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• pp.41-46
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• 2012

MEMS/NEMS 구조체의 개발과 응용기술의 발달로 박판 및 박막의 기계적 물성 평가에 대한 요구가 점차 늘어나고 있다. 기계적 물성은 주로 인장시험이나 초음파의 속도 측정으로 평가되어 왔으나, 박판/박막 구조의 경우 기존의 기술로는 측정에 한계가 있어 나노압입시험법, 유도초음파법 등의 새로운 기술이 개발되고 있다. 본 연구에서는 박판 구조의 금속재료의 탄성계수를 평가하기 위하여 EMAT으로 송수신된 박판내에서의 유도초음파 진행 속도를 측정하였으며, 이론적으로 계산된 유도초음파 군속도와 실험적인 군속도의 최적화 과정을 통해 최종적으로 박판의 탄성계수를 평가하였다. 두께 $50{\mu}m$의 니켈 박판에서 측정된 영률은 201.6 GPa이었으며, 나노압입시험법으로 측정된 207 GPa, 참고문헌의 203.7 GPa과 비교하면 약 3% 내에서 일치하는 결과이다.

• 전기학회논문지
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• 제60권3호
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• pp.594-599
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• 2011

A SAW strain sensor based on Shear Horizontal wave with an 92 MHz central frequency was developed. It consists of SAW sensor, PCB substrate and bonding material (Loctite 401). External force applied to PCB substrate bonded to a piezoelectric substrate induces strain at the substrate surface, which causes changes in the elastic constant and density of the substrate and hence the propagation velocity of the SAW. The change in the velocity of the SAW result in a frequency shift of the sensor and by measuring a frequency shift, we can extract the strain induced by the external force. The $41^{\circ}$ YX $LiNbO_3$ was used because it has a Leaky shear horizontal(SH) wave propagation mode and a high electromechanical coupling coefficient ($K^2$=17.2%). And to compare with Rayleigh wave mode, $128^{\circ}$ YX $LiNbO_3$ was used. And to make a stable and low insert loss, Split IDT structure was used. The obtained sensitivity and linearity of the SAW strain sensor in the case of Split IDT were measured to be 17.2 kHz / % and 0.99, respectively.