• 한국음향학회지
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• 제19권4호
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• pp.101-106
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• 2000

광대역 고분자 초음파 변환기를 이용한 초음파 비선형 파라메타 B/A 측정장치를 이용하여 생체조직에서 지방질의 농도에 대한 B/A의 의존성을 알아보기 위하여 계란의 흰자와 노른자의 혼합에 대하여 조사하였다. 이들 두 성분에 대한 음속과 밀도가 서로 1% 정도임에도 불구하고 yoshizuni등에 의해 제시된 선형성보다 이차적 의존성이 더 있음을 확인하였다. 이것은 생체조직을 fat과 nonfat의 두 부분으로 나누어 지방질의 농도에 대한 초음파 비선형 파라메타 B/A와 음속의 크기에 대하여 본 연구에서 제시한 이론식과 잘 일치하였다. 또한 지방질이 없는 skim milk의 다양한 용해도 성분에 대한 B/A와 음속을 측정한 결과 용해도의 농도가 클수록 B/A와 음속의 값이 커짐을 알 수 있었으며, 이들에 영향을 주는 것은 단백질 등으로 예상된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제25권2호
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• pp.214-219
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• 2001

In this paper, the nonlinear behavior of ultrasonic wave in partially degraded material is considered. For this aim, FDM(finite difference method) model for the nonlinear wave equation was developed with the restriction to the 1-D longitudinal wave motion and how the partial degradation in material contributes to the detected nonlinear parameter was analyzed quantitatively. In order to verify the rightness of this simulation method, the relation between the detected nonlinear parameter and the continuous distribution of degradation obtained from simulation was compared with experiment results and the simulation and experiment results showed similar tendency. It can be known from simulation result that the degree of degradation, the range of degradation and the continuous distribution of degradation have strong correlation with the detected nonlinear parameter. As it was possible in these simulations that only special part is assumed as degraded one, the quantitative evaluation of partially degraded material may be obtained by using this method.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집A
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• pp.78-83
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• 2001

It's required mechanical properties of in-service facilities to maintain safety operation in power plants as well as chemical plants. In this study the four classes of the thermally aged 1Cr-1Mo-0.25V specimens were prepared using an artificially accelerated aging method at $630^{\circ}C$. Ultrasonic tests, tensile tests, $K_{IC}$ tests and hardness tests were performed in order to evaluate the degree of degradation of the material. The mechanical properties were decreased as degraded, but the attenuation coefficient and the harmonic generation level of a ultrasonic signal were increased. Expecially the nonlinear parameter of the signal is sensitive and will be a good parameter to evaluate the material degradation.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제51권3호
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• pp.867-876
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• 2019

Second harmonic generation using nonlinear ultrasonic waves have been shown to be an early indicator of possible fatigue damage in nuclear power plant components. This technique relies on measuring amplitudes, making it highly susceptible to variations in transducer coupling and instrumentation. This paper proposes an experimental procedure for in-situ surface wave nonlinear ultrasound measurements on specimen with permanently mounted transducers under high cycle fatigue loading without interrupting the experiment. It allows continuous monitoring and minimizes variation due to transducer coupling. Moreover, relations describing the effects of the measurement system nonlinearity including the effects of the material transfer function on the measured nonlinearity parameter are derived. An in-situ high cycle fatigue test was conducted using two 304 stainless steel specimens with two different excitation frequencies. A comprehensive analysis of the nonlinear sources, which result in variations in the measured nonlinearity parameters, was performed and the effects of the system nonlinearities are explained and identified. In both specimens, monotonic trend was observed in nonlinear parameter when the value of fundamental amplitude was not changing.

• 대한기계학회논문집A
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• 제29권2호
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• pp.232-238
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• 2005

In this study the four classes of the thermally aged 1Cr-1Mo-0.25V specimens were prepared using an artificially accelerated aging method. Ultrasonic tests were performed to get the correlation with fracture toughness. The modified theoretical Vary's equation, considering nonlinear response due to material degradation, was proposed for the correlations between ultrasonic parameters and fracture toughness. Experimental results indicate that ultrasonic attenuation coefficient, velocity and nonlinear parameters produce the correlations with fracture toughness and yield strength.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제89권3호
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• pp.301-308
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• 2024

Concrete carbonation is a continuous and slow process from the outside to the inside, in which its penetration slows down with the increased depth of carbonation. In this paper, the results of the evaluation of the measurement of concrete carbonation depth using a non-destructive ultrasonic testing method are presented. According to the results, the relative nonlinear parameter caused more sensitivity in carbonation changes compared to Rayleigh's fuzzy velocity. Thus, the acoustic nonlinear parameter is expected to be applied as a quantitative index to recognize carbonation effects. In this research, combo diagrams were developed based on the results of ultrasonic testing and the experiment to determine carbonation depth using a phenolphthalein solution, which could be considered as instructions in the projects involving non-destructive ultrasonic test methods. The minimum and maximum accuracy of this method were 89% and 97%, respectively, which is a reasonable range for operational projects. From the analysis performed, some useful expressions are found by applying the regression analysis for the nonlinearity index and the carbonation penetration depth values as a guideline.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제16권3호
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• pp.359-366
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• 1995

The parameter, B/A, quantifies nonlinearity of the pressure-density relationship of propagation medium. This study investigated quantitative evaluation technique for healing fractured bones using this ultrasonic nonlinear parameter, B/A, obtained by the second harmonic amplitude method. A series of fundamental experiments were performed on cylinder phantoms made of aluminium, which demonstrated potential capability of nonlinear parameter B/A in the diagnosis of healing fractured bones using ultrasound.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권8호
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• pp.1971-1979
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• 1993

In this paper, a new method to estimate stress status in metal nondestructively by using nonlinear dependency of sound speed on stress is proposed. For the purpose, equivalent nonlinear elastic constants up to fourth-order are introduced and a new characteristic parameter given as a function of these constants is presented. And a concrete system to measure the characteristic parameter is constructed by electromagnetic pumping wave and ultrasonic probing wave system. Some experimental results for Al alloy showed that the estimation of stress status in metal is possible by the proposed method.

• 비파괴검사학회지
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• 제26권2호
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• pp.77-83
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• 2006

초음파 비선형성은 적층 구조물 내부의 미세크랙이나 계면 들뜸을 검출하기 위한 수단으로 주목받고 있다. 비선형 초음파의 특징적인 현상은 전파 과정중에 고조파가 발생되는 것이다. 그러므로 비선형성의 정량화를 위해서는 수신된 초음파 신호에 포함된 고조파 성분의 검출이 중요하며, 일반적으로 2차 조화 성분과 기본 주파수 성분의 진폭비가 비선형 파라미터로 이용되고 있다. 그러나 이 비선형 파라미터를 정확하게 추정할 수 있는 방법이 확립되어 있지 않기 때문에 현재까지는 현장적용에 어려움을 겪고 있다. 본 연구에서는 초음파 비선형 파라미터의 정밀 추정을 위한 신호 처리 기술을 제안하고자 한다 이 기술은 파워 스펙트럼과 바이스펙트럼 분석에 기초하며, 특히 본 연구에서는 초음파 현미경(SAM, scanning acoustic microscope)에 사용되는 펄스형 신호로부터 고조파를 검출하는데 주목하였다. 제안된 기법의 유효성은 틈새의 크기가 접촉 중심에서 반경 방향으로 일정하게 증가하는 뉴턴링(Newton-ring)과 칩의 윗면에 국부적인 들뜸을 가진 반도체 샘플에 대한 실험을 통해 검증되었다. 결과적으로 제안된 신호처리기법에 의해 획득된 비선형 파라미터는 계면 들뜸과 좋은 상관성을 보였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제33권2호
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• pp.193-197
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• 2013

본 연구에서는 열처리된 알루미늄 합금의 초음파 비선형 특성을 평가하였다. 초음파의 비선형성은 재료를 전파한 초음파의 2차고조파와 기본주파수 성분의 진폭비에 의존하는 비선형 파라미터 ${\beta}$로 측정하였다. 비선형 파라미터 ${\beta}$의 측정은 접촉식 탐촉자를 이용하여 동일 평면상에서 시편저면에서 반사된 신호로부터 구하였다. 열처리(시효)는 $300^{\circ}C$에서 1시간부터 50시간까지 다양한 유지시간동안 수행하였다. 인장시험으로부터 인장강도와 연신율을 구하고 비선형 파라미터와 비교하였다. 비선형 파라미터 ${\beta}$는 시효시간 5시간에서 피크를 나타내고 이후는 감소하였다. 이는 인장강도와 연신율의 변화와 밀접한 관련이 있는 것으로 나타났다. 또한 비선형 파라미터가 피크를 나타낸 열처리 시간과 인장곡선에서 최대변화가 나타난 열처리 시간이 일치하였다. 이 같은 결과는 알루미늄합금의 시효처리로 인한 강도 변화를 모니터링 하는데 초음파의 비선형성이 유용할 수 있음을 보여준다.