• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• 제20권3E호
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• pp.31-37
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• 2001

Finite element model of a cMUT is constructed using the commercial code ANSYS to analyze the cross talk mechanism. Calculation results of the complex load impedance seen by single capacitor cells are presented, and then followed by a calculation of the plane wave real load impedance seen by a parallel combination of many cells that are used to make a transducer. Cross talk between 1-D array elements is found to be due to two main sources: coupling through a Stoneley wave propagating at the transducer-water interface and coupling through Lamb waves propagating in the substrate. To reduce the cross talk level, the effect of various structural variations of the substrate are investigated, which include a change of its thickness and etched trenches or polymer walls between array elements.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.81-86
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• 2005

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 directed to a 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.

• 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.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권5A호
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• pp.421-431
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• 2009

본 연구는 유도초음파를 기반으로 한 구조물 건전성 모니터링 알고리즘 검증에 관한 것이다. 유도초음파 중 램파를 기반으로 하는 능동검사시스템을 사용하였으며 본 알고리즘의 적용에 관한 기초연구로서 강판에 표면결함인 원형노치를 감지하는 실험을 수행하였다. Pitch-catch방법으로 강판 표면 원형노치에 대한 손상 탐상을 수행하여 손상전후의 $S_0$모드를 비교함으로써 손상 특성을 파악하며 손상전후 신호의 수학적 차에 의해 구한 산란램파(scatter)에 의해 손상을 평가할 수 있다. 손상전후 신호의 $S_0$모드 램파를 분석하기 위해서 연속 가보 웨이블릿 변환을 사용하여 전파시간을 구할 수 있다. 본 알고리즘은 손상모니터링 다각형과 Pitch-catch 방법을 기초로 하며 손상 위치표정값들의 평균과 표준편차에 의해 손상위치표정 및 크기를 정확히 추정 가능함이 검증되었다.

• 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.

• 비파괴검사학회지
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• 제32권6호
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• pp.703-710
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• 2012

A structural health monitoring technique for locating impact position in a composite plate is presented in this paper. The method employs a single sensor and spatial focusing properties of time reversal(TR) and inverse filtering(IF). We first examine the spatial focusing efficiency of both approaches at the impact position and its surroundings through impact experiments. The imaging results of impact localization show that the impact location can be accurately estimated in any position of the plate. Compared to existing techniques for locating impact or acoustic emission source, the proposed method has the benefits of using a single sensor and not requiring knowledge of anisotropic material properties and geometry of structures. Furthermore, it does not depend on a particular mode of dispersive Lamb waves that is frequently used in other ultrasonic testing of plate-like structures.

• Smart Structures and Systems
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• 제15권4호
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• pp.1121-1137
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• 2015

This study presents probabilistic-based damage identification technique for highlighting damage in metallic structures. This technique utilizes distributed piezoelectric transducers to generate and monitor the ultrasonic Lamb wave with narrowband frequency. Diagnostic signals were used to define the scatter signals of different paths. The energy of scatter signals till different times were calculated by taking root mean square of the scatter signals. For each pair of parallel paths an error function based on the energy of scatter signals is introduced. The resultant error function then is used to estimate the probability of the presence of damage in the monitoring area. The presented method with an autofocusing feature is applied to aluminum plates for method verification. The results identified using both simulation and experimental Lamb wave signals at different central frequencies agreed well with the actual situations, demonstrating the potential of the presented algorithm for identification of damage in metallic structures. An obvious merit of the presented technique is that in addition to damages located inside the region between transducers; those who are outside this region can also be monitored without any interpretation of signals. This novelty qualifies this method for online structural health monitoring.

• 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.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제19권11호
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• pp.1177-1183
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• 2009

The effects of biasing magnetic fields on the performances of magnetostrictive ultrasonic transducers are investigated. The transducers are patch-type ones which are used for SHM of plate structures. Various kinds of configurations of biasing magnets are covered experimentally. It is experimentally verified that how the biasing magnetic field deploys is the most significant factors on maximizing the transducer output. From the magnetostriction curve of nickel, it is concluded qualitatively that it is not the absolute values of biasing magnetic field but the slope of magnetostriction curve to be taken account of.

• 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.