• Smart Structures and Systems
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• 제17권1호
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• pp.59-72
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• 2016

The Impact Echo method can be used to measure the thickness of concrete plate like structures. Measurements are based on the identification of a clear thickness resonance frequency which can be difficult in very thick or highly attenuative plates. In this study the detectability of the measured resonant frequency is enhanced by time domain summation of signals with different source receiver spacing. The proposed method is based on the spatial and temporal properties of the first higher symmetric zero group velocity Lamb mode (S1-ZGV) which are described in detail. No application dependent tuning or filtering is needed which makes the method robust and suitable for implementation in automatic IE thickness measurements. The proposed technique is exemplified with numerical data and field data from a thick concrete wall and a highly attenuative asphalt concrete layer.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2008년도 추계학술대회논문집
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• pp.699-704
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• 2008

This paper describes a general approach for processing data from an omni-directional guided wave transducer array for the rapid inspection of large plate structures. A basic phased array algorithm is presented that can be applied to any array Geometry. For guided waves on plate, beam steering algorithm is derived and the corresponding beam pattern is analyzed. The algorithms are applied to simulation and experimental data. The results show well its usefulness in structural applications.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.56-63
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• 2009

This paper describes a general approach for processing data from an omni-directional guided wave transducer array for the rapid inspection of large plate structures. A basic phased array algorithm is presented that can be applied to any array geometry. For guided waves on plate, beam steering algorithm is derived and the corresponding beam pattern is analyzed. The algorithms are applied to simulation and experimental data. The results show well its usefulness in structural applications.

• Smart Structures and Systems
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• 제26권2호
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• pp.157-174
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• 2020

The guided wave technique is commonly used in structural health monitoring as the guided waves can propagate far in the structures without much energy loss. The guided waves are conventionally generated by the surface-mounted piezoelectric wafer active sensor (PWAS). However, there is still lack of understanding of the wave propagation in layered structures, especially in structures made of anisotropic materials such as carbon fiber reinforced polymer (CFRP) composites. In this paper, the Rayleigh-Lamb wave strain tuning curves in a PWAS-mounted unidirectional CFRP plate are analytically derived using the normal mode expansion (NME) method. The excitation frequency spectrum is then multiplied by the tuning curves to calculate the frequency response spectrum. The corresponding time domain responses are obtained through the inverse Fourier transform. The theoretical calculations are validated through finite element analysis and an experimental study. The PWAS responses under the free, debonded and bonded CFRP conditions are investigated and compared. The results demonstrate that the amplitude and travelling time of wave packet can be used to evaluate the CFRP bonding conditions. The method can work on a baseline-free manner.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권1호
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• pp.1-12
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• 2021

본 논문은 복합재 패널에서 압전 작동기를 사용하여 탄성파를 생성하고, 손상에서의 반사된 신호를 압전 감지기에서 탐지하여 손상위치를 추정할 수 있는 알고리즘을 개발하였다. 손상이 없는 신호와 손상이 있는 신호를 비교하여 손상신호를 추정하는 진단적 접근방법을 사용하였다. 신호 상관관계를 이용하여 탄성파의 군속도를 계산하고 압전기 위치정보를 이용하여 손상정보를 추출하였다. 하지만 탄성파의 비선형 특성으로 인해, 손상정보는 다양한 신호의 조합으로 구성되기 때문에, 손상위치를 명확히 구별하기 어렵다. 이에 본 논문에서는 손상에서 반사된 신호정보를 신호 도달거리의 면적으로 변환해서 손상의 중심위치를 찾는 누적함수 특성벡터 알고리즘(CSFV, cumulative summation feature vector)을 새롭게 제안하고, 특성벡터를 손상지수와의 곱으로 표현하는 가시화 기법을 적용하였다. 또한 복합재 패널에서 실험검증을 수행하고, 기존의 알고리즘과의 비교를 통해 제안된 알고리즘이 정확도 높게 손상위치를 검출할 수 있음을 보였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제23권4호
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• pp.342-348
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• 2003

Zr(1.32mm) 판재 위 $Be-Zr(100{\mu}m)$ 합금층의 평가를 목적으로 후방산란 초음파 의 입사각 의존성인 프로파일이 여러 입사위치에서 측정되었다. 누설 램(Lamb)파로부터 후방복사된 초음파 프로파일에는 4개의 주요 세부 프로파일이 발견되었다. 세부프로파일들의 정점각과 정점세기는 Be 확산층의 강화효과로 인해 감소하였다. 세부 프로파일들의 존재와 변화가 시편재질의 음향학적 특성, 램파모드들의 군속도 집단적 변화 그리고 표면파의 누설율 차이 등으로 설명되었다 판재 위 얇은 확산층의 평가를 위한 유용한 평가 기법으로 판재로부터의 후방복사 세부 프로파일이 제안되었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제32권1호
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• pp.47-55
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• 2012

본 논문에서는 단일 센서와 시간역전 원리를 이용하여 간단한 판에서 충격 위치를 결정할 수 있는 탐상법을 다루었다. 수치적인 시뮬레이션과 실험을 통하여 시간역전에 의한 충격위치와 그 주변에서 신호의 집속효과를 관찰하고, 충격위치 결정에 영향을 미칠 수 있는 인자들(가진력의 크기, 신호의 기록시간)에 대해 살펴보았다. 이러한 결과를 기초로 두 가지 다른 충격위치에 대한 실험을 수행하고 그 결과를 가시화하였으며, 실제 충격위치를 정확하게 결정할 수 있음을 확인하였다. 여기서 제안한 방법의 특징은 단일센서를 사용하는 것과 시험체의 형상과 물성을 몰라도 된다는 점이다. 또한 판에서와 같이 분산성의 다중모드 파동이 발생하는 경우에도 특정 모드나 주파수에 의존할 필요가 없다. 따라서 기존의 충격위치 결정법에 비해 많은 장점을 지니고 있다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제81권4호
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• pp.443-459
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• 2022

The paper studies the dispersion and attenuation of propagating waves in the "plate+compressible viscous fluid layer" system in the case where the fluid layer flow is restricted with a rigid wall, and in the case where the fluid layer has a free face. The motion of the plate is described by the exact equations of elastodynamics and the flow of the fluid by the linearized Navier-Stokes equations for compressible barotropic Newtonian viscous fluids. Analytical expressions are obtained for the amplitudes of the sought values, and the dispersion equation is derived using the corresponding boundary and compatibility conditions. To find the complex roots of the dispersion equation, an algorithm based on equating the modulus of the dispersion determinant to zero is developed. Numerical results on the dispersion and attenuation curves for various pairs of plate and fluid materials under different fluid layer face conditions are presented and discussed. Corresponding conclusions on the influence of the problem parameters on the dispersion and attenuation curves are made and, in particular, it is established that the change of the free face boundary condition with the impermeability condition can influence the dispersion and attenuation curves not only in the quantitative, but also in the qualitative sense.

• 비파괴검사학회지
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• 제28권4호
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• pp.364-371
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• 2008

소듐냉각고속로 원자로 내부구조물의 소듐내부가시화를 위한 새로운 웨이브가이드 초음파센서를 개발하였다. 소듐냉각고속로에 적용할 수 있는 웨이브가이드 초음파센서 어셈블리의 구조 설계 개념을 제시하고 그 적용 타당성을 평가하였다. 길이가 10 m인 웨이브가이드 초음파센서 어셈블리를 제작하고 성능평가 시험을 수행하였다. $A_0$ 모드 판파의 장거리 전파 성능을 확인하였으며, 수중 C-스캔 분해능 성능시험을 수행하여 웨이브가이드 초음파센서의 적용 가능성을 실험적으로 검증하였다.

• 한국음향학회지
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• 제38권5호
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• pp.549-557
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• 2019

표적의 음향 산란 특성은 표적의 재료 특성과 구조적 특성에 영향을 받으며, 이는 음향을 이용하여 수중에서 표적을 탐지, 식별하고자 할 때 매우 중요한 정보가 된다. 특히, 얇은 탄성체의 경우 램파(Lamb wave)에 의해 표적 주변 유체에 산란파가 생성된다. 본 논문에서는 계단 주파수 스윕 사인 파형을 이용하여 수조에서 알루미늄 구의 산란 신호를 측정한 결과를 제시한다. 특히 알루미늄 구의 내부에 물이 채워져 있는 경우와 공기가 채워져 있는 경우에 대하여 산란 신호의 차이를 측정하고 이론 모델과 비교하였다. 또, 내부 물질에 따른 표적 산란 신호 차이를 유사 위그널-빌 분포를 이용하여 분석하고, 유도파의 평균 주파수, 주파수 분포, 에너지의 차이를 비교하였다. 분석 결과, 구의 내부에 물이 채워진 경우가 공기가 채워진 경우에 비해 유도파의 평균 주파수, 주파수 분포, 에너지가 증가하는 것을 확인하였으며 이는 이론적인 예상과 부합한다.