• Steel and Composite Structures
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• 제25권1호
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• pp.93-104
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• 2017

In the present work, the effect of hygrothermal aging on the glass fibre and epoxy matrix interface has been investigated by destructive and non-destructive techniques. The glass fiber reinforced polymer (GFRP) composite laminates were prepared using Vacuum Assisted Resin Infusion Molding (VARIM) technique and the specimens were immersed in simulated seawater, followed by quantitative measurement. Besides this, the tensile tests of GFRP specimens revealed a general decrease in the properties with increasing aging time. Also, exposed specimens were characterized by a non-destructive ultrasonic guided Lamb wave propagation technique. The experimental results demonstrate a correlation between the drop in ultrasonic voltage amplitude and fall in tensile strength with increasing time of immersion. Hence, the comparison of the transmitted guided wave signal of healthy vis-a-vis specimens subjected to different extents of hygrothermal aging facilitated performance evaluation of GFRP composites.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2004년도 추계학술대회논문집
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• pp.423-427
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• 2004

In this work, we propose a new ultrasonic damage inspection method in plate structures. The proposed method employs an OPMT (Orientation-adjustable Patch-type Magnetostrictive Transducer) in order to make the ultrasonic waves focused on the specific target point. For experiments, virtual grid points were set up at every 50 mm in an aluminum plate and two OPMTs were used for inspection. If there exists a crack in a plate, the reflected Lamb wave from the crack is measured in addition to the direct waves from the transmitting transducer to the receiving transducer.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제41권3호
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• pp.327-334
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• 2009

Elastic wave is one of the most useful tools for non-destructive tests in nuclear power plants. Since the elastic properties are indispensable for analyzing the behaviors of elastic waves, they should be predetermined within an acceptable accuracy. Nuclear power plants are exposed to harsh environmental conditions and hence the structures are degraded. It means that the Young's modulus becomes unreliable and in-situ measurement of Young's modulus is required from an engineering point of view. Young's modulus is estimated from the group velocity of propagating waves. Because the flexural wave of a plate is inherently dispersive, the group velocity is not clearly evaluated in temporal signal analysis. In order to overcome such ambiguity in estimation of group velocity, Wigner-Ville distribution as the time-frequency analysis technique was proposed and utilized. To verify the proposed method, experiments for steel and acryl plates were performed with accelerometers. The results show good estimation of the Young's modulus of two plates.

• 비파괴검사학회지
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• 제13권4호
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• pp.18-24
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• 1994

본 논문은 상호 상관관계 함수의 특성을 이용하여 이 함수 특성인 입력파와 출력파의 상관관계를 구하여 Lamb파의 $A_o$ mode의 속도를 알루미늄(6061-T651)에서 측정하여 본 결과 정확한 값을 구하였기에 일반적으로 속도 측정이 매우 힘든 망상형 유리섬유 복합체에 대한 음파의 전파속도를 측정하였다. 본 상호 상관 관계 함수의 특징은 외부의 어떠한 잡음에도 영향을 받지않고 쉽고 정확히 측정할 수 있으므로 그 응용면에 상당한 가치가 있고 또한 여러가지 입력파에 대한 입력파 원천 및 전파 경로 분석이 용이하여 본 복합체의 섬유구조 형태도 조사하여 본 결과 정량적 분석도 가능함을 알 수 있었다.

• Smart Structures and Systems
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• 제32권4호
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• pp.195-205
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• 2023

The contact acoustic emission (AE) monitoring system is time-consuming and costly for monitoring concrete structures in large scope, in addition, the great difference in acoustic impedance between air and concrete makes the detection process inconvenient. In this work, we broaden the conventional AE source localization method for concrete to the non-contact (air-coupled) micro-electromechanical system (MEMS) microphones array, which collects the energy-rich leaky Rayleigh waves, instead of the relatively weak P-wave. Finite element method was used for the numerical simulations, it is shown that the propagation velocity of leaky Rayleigh waves traveling along the air-concrete interface agrees with the corresponding theoretical properties of Lamb wave modes in an infinite concrete slab. This structures the basis for implementing a non-contact AE source location approach. Based on the experience gained from numerical studies, experimental studies on the proposed air-coupled AE source location in concrete slabs are carried out. Finally, it is shown that the locating map of AE source can be determined using the proposed system, and the accuracy is sufficient for most field monitoring applications on large plate-like concrete structures, such as tunnel lining and bridge deck.

• 비파괴검사학회지
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• 제31권1호
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• pp.47-52
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• 2011

전자기 초음파 탐촉자(electromagnetic acoustic transducer; EMAT)는 접촉 매질 없이 초음파의 송 수신이 가능하며 자석과 코일의 형상과 배열을 조절하여 SH파나 Lamb파 같은 유도 초음파 모드를 용이하게 발생시킬 수 있다. 또한 이러한 유도 초음파는 박판에서 판 두께 전체를 장거리로 전파하며 두께에 따른 분산특성이 있이 배관 등의 구조물을 탐상하는데 효과적인 비파괴검사 기법으로 연구되고 있다. 본 연구에서는 수평횡파(shear horizontal wave; SH)의 전파 거동을 해석하고 EMAT을 이용하여 SH파를 발생하여 스틸 박판의 두께 감육을 평가하였다. 그 결과 SH파의 분산특성은 두께 감육량의 증가에 따라 군속도가 감소하는 것을 확인할 수 있었으며, 이러한 군속도 변화를 통해 두께 감육량을 정량적으로 평가하는 것이 가능함을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권12호
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• pp.1511-1519
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• 2012

배관설비는 용접이음으로 많은 부분이 구성되어 있으며, 이러한 배관 용접부의 건전성 평가를 위한 초음파 검사 시스템의 자동화 요구가 증대하고 있다. 전자기초음파탐촉자(Electromagnetic Acoustic Transducer; EMAT)는 비접촉 방식으로 초음파를 송 수신할 수 있고 다양한 초음파 모드의 발생이 가능하여 초음파 자동화 시스템 구축에 매우 유용하다. 본 연구에서는 수평횡파(Shear Horizontal wave; SH-wave) EMAT를 적용하여 배관의 용접부에 존재하는 결함의 검출을 수행하였다. 이때 수평횡파의 특정 모드($SH_0$)의 신호해석을 위해 웨이브렛 변환(Wavelet Transform)을 이용한 신호의 시간-주파수 분석을 수행 하였다. 웨이브렛 변환으로 해석된 SH0 모드 주파수의 반사 신호강도가 결함의 길이와 선형적 관계를 나타내어 효과적으로 용접부 결함 검출이 가능하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권4호
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• pp.776-783
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• 2020

As the refueling of a sodium-cooled fast reactor is conducted by rotating part of the reactor head without opening it, the monitoring of existing obstacles that can disturb the rotation of the reactor head is one of the most important issues. This paper deals with the ultrasonic ranging technique that directly monitors the existence of possible obstacles located in a lateral gap between the upper internal structure and the reactor core in a prototype generation IV sodium-cooled fast reactor (PGSFR). A 10 m long plate-type ultrasonic waveguide sensor, whose feasibility has been successfully demonstrated through preliminary tests, was employed for the ultrasonic ranging technique. The design of the sensor's wave radiating section was modified to improve the radiation performance, and the radiated field was investigated through beam profile measurements. A test facility simulating the lower part of the upper internal structure and the upper part of the reactor core with the same shapes and sizes as those in the PGSFR was newly constructed. Several under-water performance tests were then carried out at room temperature to investigate the applicability of the developed ranging technique using the plate-type ultrasonic waveguide sensor with the actual geometry of the PGSFR's internal structures.

• 비파괴검사학회지
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• 제29권5호
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• pp.466-472
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• 2009

고온, 고압의 원자력 배관 누설 판별을 위해 음향방출기법(AE)을 이용한 누설감지 시스템인 ALMS 기법이 적용되고 있다. 이 시스템은 단지 AE 센서로 전해진 신호의 RMS값을 이용하여 누설의 유무만을 판단할 뿐, 누설 발생시 누설부의 크기나 형태를 평가하는 것에는 어려움이 있었다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 AE센서와 가속도센서를 동시에 이용한 이중 센서 시스템을 제안하였다. 빠른 학습 속도와 정확성을 위해 Levenberg-Marquardt 학습 알고리즘을 이용한 인공신경회로망을 적용시키고, 이를 통해 신뢰성 있는 분석 결과를 얻을 수 있다. 배관내 압력과 누설부의 크기와 모양에 따른 실험신호들을 학습시키고 그 판별 정확성을 확인하였다. 추가적으로 배관 두께에 따라 발생하는 파(wave)의 종류와 특성이 달라지는 것을 이론과 실험을 통하여 알아보았다.

• Composites Research
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• 제18권1호
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• pp.38-44
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• 2005

본 연구에서는 단일방향 탄소섬유강화복합재료 판에서 $S_o$ 대칭모드의 군속도 분선곡선을 전파 방향을 변화시키먼서 계산하였다. 그리고 속노 분산 곡선에서 첫 번째 단절주파수 이하인 0.2 MHz-mm에 해당하는 $S_o$ 대칭모드 군속도를 가지고서 위상속도 곡선을 얻고 slowness 곡선을 도입하여 군속도 곡선으로 교정하였다. 단일방향 섬유강화복합재료 판에서 $S_o$ 대칭모드의 속도를 전파 방향을 변화시키면서 측정하였고 교정된 군속도 곡선과 비교하였다. 측정된 속도는 섬유 방향 근처의 cusp 영역을 제외하고는 교정된 군속도 곡선과 잘 일치하였다. 이것은 단일방향 탄소섬유강화복합재료 판에서 속도가 빠른 방향으로 에너지를 더 잘 전파하기 때문에 전파 방향이 주축방향과 일치하지 않을 때 군속도 방향은 섬유 방향 쪽으로 기울어지는 결과로 나타난 것이다.