• 한국음향학회지
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• 제29권8호
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• pp.483-490
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• 2010

본 논문에서는 판 형상의 구조물에 발생한 균열의 형상과 개수 등을 진단할 수 있는 Inter-Digital Transducer (IDT)형 Lamb 파 센서를 제안하고 그 타당성을 실험적으로 검증하였다. IDT형 Lamb 파 센서는 기존의 패치형 압전 센서보다 작동 주파수의 조절이 용이하고, finger의 형상에 의해 지향성을 조절할 수 있다는 등의 장점이 있다. 본 논문에서는 무지향성을 가지는 환상형 IDT형 센서와 높은 지향성을 가지는 사각형 IDT형 센서를 설계, 제작하고, 이들에 의해 알루미늄 판을 전파하는 Lamb 파의 전파시간과 진폭의 변화를 측정, 분석하여 판 내에 발생한 균열의 길이, 개수 및 각도를 평가하고, 제안한 IDT 센서의 효용성을 고찰하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제30권5호
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• pp.458-463
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• 2010

음향 비선형성은 재료 물성의 미세한 변화에 민감하기 때문에, 이를 측정하는 비선형 초음파 기술은 재료의 열화나 피로를 평가할 수 있는 기법으로 연구되어 왔다. 하지만 벌크파를 이용하는 일반적인 비선형 초음파 기법은 얇은 판재에 적용하는 것에는 여러 한계가 있다. 이와 같은 경우에는 비선형 Lamb 파의 사용을 생각할 수 있지만, Lamb 파는 벌크파와 매우 다른 전파 특성을 가지고 있어 그 비선형 특성에 대한 별도의 연구를 필요로 한다. 이를 위해 본 연구에서는 Lamb 파에서 비선형성에 의해 전파하면서 누적 성장할 수 있는 2차 고조파 모드의 발생 조건을 분석하였으며, 그 결과 네 가지 조건, 즉 (1) phase matching, (2) non-zero power flux, (3) group velocity matching, (4) non-zero out-of-plane displacement 를 제시하였다. 그리고 제시된 조건으로 알루미늄 판재에 대책 실험한 결과 이론 예측과 동일하게 전파 거리에 따라 2차 고조파 성분의 크기와 비선형 파라미터가 증가하였고, Al6061-T6 과 Al1100-H14에서 측정된 상대적인 비선형 파라미터의 비율이 이론적인 비율과 근접함을 보였다.

• 한국음향학회지
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• 제27권3호
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• pp.129-139
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• 2008

본 논문의 목적은 탄성판 내에서 진행하는 기본형 램파 모드인 $S_0,\;A_0$ 모드가 사각형 노치에 의해 산란되었을 때, 노치의 2차원 형상에 따른 각 파의 반사계수와 투과계수를 구하는데 있다. 먼저 노치가 있는 부분의 평판의 두께 변화에 따라 노치 부위에 발생 가능한 램파모드의 변화를 고찰하고, 노치 부위의 경계면 형상과 노치 내부에서 진행하는 입사파의 방향에 따라, 노치에 의한 전체 산란 현상을 3가지의 독립된 산란 프로세스로 구분하였다. 그리고 각 프로세스의 경계면에 자유 경계조건과 연속조건을 적용하여 각 프로세스에서 발생된 산란파의 투과 및 반사 계수를 구하였다. 나아가 중첩의 원리를 이용하여 각 프로세스의 산란파를 모드별로 합산하고, 사각형 노치의 폭과 깊이의 변화에 따른 입력파의 에너지 플럭스의 합과 반사 및 투과파의 에너지 플럭스의 합의 차이가 최대 4%에 들도록 하는 정상상태에서의 반사 및 투과계수를 구하고 분석하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.913-916
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• 2007

In this paper, the possibility of time reversal phenomenon was investigated in damage detection of structure. In conventional lamb wave techniques, damage is identified by comparing the measured data (baseline signals) and the current data. But this method can lead to high false signal in the intact condition of structures due to environmental conditions of the structures. So in this studying, we investigate the possibility of damage detection in the aluminum plate using the time reversal phenomenon of lamb waves.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.2066-2072
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• 2008

The time reversal was investigated for direct root between PZT and PZT, but in case of a circular PZT, lamb wave moves not only along the direct root but also another roots. The center frequency of lamb wave is kept when the lamb waves are reflected from damage. This paper presents experimental and theoretical results for the new structural health monitoring method by above features of lamb wave, and we can increase accuracy of the new structural health monitoring method by using STFT(Short Time Fourier Transform).

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.89-103
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• 2009

이 연구에서는 얇은 판형구조물의 손상탐지에 널리 사용되어오는 램파에 시간반전(time reversal)개념의 적용성을 이론적으로 규명한다. 고전적 시간반전 음향학에 의하면, 센서에서의 출력신호를 시간영역에서 반전 후 재입사시켜 원래의 가진점으로 돌려보내면, 그 가진점에서 원래 입력신호가 복원된다. 그러나 램파에 시간반전과정을 적용하게 되면 램파 고유의 분산성과 판 경계에서의 파 반사로 인해 시간반전성이 복잡한 양상을 띠게 된다. 이러한 램파의 시간반전성을 보다 잘 이해하기 위해 이 연구에서는 램파의 시간반전과정을 이론적으로 규명한다. 특히, 램파의 내부모드분산, 다중모드분산, 그리고 판 경계면에서의 램파의 반사가 시간반전성에 미치는 영향을 정식화하였다 간단한 수치예제를 통해 이 연구에서 제시된 이론적 발견들의 타당성을 검증한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권5호
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• pp.553-567
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• 2011

최근 3년간 판 구조물 건전성 감시분야에서 시간반전램파(Time reversal Lamb waves)의 가능성이 주목받고 있다. 이 연구에서는 직사각형 평판에서 시간반전램파의 공간모임을 적은 연산비용으로 효과적으로 모사할 수 있는 수치기법을 제안한다. 제안된 기법에서는 파 반사에 의해 발생하는 실제 탐지자의 거울상 효과와 등가를 이루는 활성 가상탐지자를 이용하여 시간반전과정을 주파수 영역에서 정식화한다. 시간반전램파의 공간모임 모사에서 필요한 순방향 및 역방향 파 전달은 스칼라 형태의 함수로 표현한다. 제안된 방법을 웨이퍼 형태의 압전소자가 병치된 직사각형 평판에서 시간반전램파의 공간 모임 문제에 적용하고 유한요소해석 결과와 비교하여 타당성을 검증한다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.1397-1402
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• 2008

In this paper, damage detection method by using the time reversal is developed to detect damage on composit structures. The time reversal was investigated for direct root between PZT and PZT, but in case of a circular PZT, lamb wave moves not only along the direct root but also another roots. The center frequency of lamb wave is kept when the lamb waves are reflected from damage. This paper presents experimental and theoretical results for the new structural health monitoring method by above features of lamb wave, and we can increase accuracy of the new structural health monitoring method by using STFT(Short Time Fourier Transform).

• 한국정밀공학회지
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• 제29권8호
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• pp.887-895
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• 2012

Lamb waves have received a great attention in the structural health monitoring (SHM) societies because they can propagate over relatively large distances in wave guides such as thin plates and shells. The time-of-flights of Lamb waves can be used to detect damages in a wave guide. However, due to the inherent dispersive and multi-mode characteristics of Lamb waves, one must decompose the Lamb wave modes into the symmetric and anti-symmetric modes for SHM applications. Thus, this paper proposes a decomposition method for the two-mode Lamb waves based on two rules: the group velocity ratio rule and the mode amplitude ratio rule. The group velocity ratio rule means that the ratio of the group velocities of fundamental symmetric and anti-symmetric modes is constant, while the mode amplitude ratio rule means that the magnitude of the fundamental symmetric modes of all measured response signals should be always larger than those of the anti-symmetric mode once the input signal is applied so that the magnitude of fundamental symmetric mode of excited Lamb-wave is larger than that of anti-symmetric mode, and vice versa. The proposed method is verified through the experiments ducted for an aluminum plate specimen.

• 비파괴검사학회지
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• 제19권5호
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• pp.340-346
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• 1999

액체/고체 경계면에 표면파가 발생할 때 나타나는 최소반사 및 후방복사 현상을 이용하여 brass와 aluminum 시편 그리고 copper/stainless steel, nickel/brass, nickel/aluminum 도금시편에 대한 표면 탄성파 속도의 주파수 의존성이 측정되었다. 측정된 속도의 분산관계는 일반화 램 표면파의 분산 특성과 잘 일치하였다. 시편들의 분산 특징에 따라 최소반사와 후방복사에 의해 결정된 속도 차이의 경향이 다르게 나타났다. 이러한 대응 관계는 두 현상의 생성 메커니즘과 군속도의 도입으로 설명되었다.