• 한국생산제조학회지
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• 제23권1호
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• pp.48-55
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• 2014

Many techniques are available for destructive and nondestructive measurement of mechanical hardness. The ultrasonic method could be widely applicable as a nondestructive technique. Many studies have examined how changes in the mechanical hardness affect the longitudinal velocity of ultrasonic waves. This approach aims to estimate the overall velocity variations in specimens. However, proper nondestructive examination techniques are needed as effective tools for analyzing the effects of heat treatment on the surface of the specimens. Therefore, in this study, the effect on the hardness of piston rods was nondestructively measured using surface ultrasonic waves. The hardness after heat treatment was investigated at various depths in the specimens, and the velocity of the surface ultrasonic waves was measured with respect to the hardness of the piston rods. In addition, finite element method simulations were performed to confirm the behavior of the waves.

• 보존과학회지
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• 제30권4호
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• pp.467-480
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• 2014

이 연구에서는 암석의 함수율과 이방성에 따른 초음파속도 변화를 분석하여 석조문화유산에 적합한 측정방법을 설정하였다. 암석의 함수율과 포화도는 건조 초기에 급격한 변화를 보이다가 변화율이 서서히 줄어드는 지수함수 형태를 나타냈다. 그러나 초음파속도 및 변화율은 10시간의 자연건조 이후 거의 일정한 수치를 유지하였다. 따라서 수분에 포화된 석조문화유산은 기상환경 및 함수조건을 고려하여 약 10시간의 자연건조 후에 초음파 측정을 수행해야 한다. 이방성지수는 화강암과 석회암에서 가장 높은 수치를 보였으며, 간접전달방법이 직접전달방법에 비해 이방성에 둔감한 측정법으로 나타났다. 그러나 간접전달방법에 의한 이방성은 모든 암석에 미약하게나마 존재하므로 다양한 방향성을 고려한 초음파 측정이 요구된다. 이 연구결과는 석조문화유산의 암석학적 특성에 적합한 맞춤형 비파괴진단과 신뢰도 높은 정밀 평가에 크게 기여할 것으로 사료된다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• 제29권3E호
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• pp.140-145
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• 2010

In the present study, tubular polyvinyl chloride (PVC) cortical bone mimics that simulate the cortical shell of long bones were used to validate the axial transmission technique for assessing the cortical thickness by measuring the ultrasonic velocities along the cortical shell of long bones. The ultrasonic velocities in the 9 PVC cortical bone mimics with wall thicknesses from 4.0 to 16.1 mm and inner diameters from 40 to 300 mm were measured as a function of the thickness by using a pair of custom-made transducers with a diameter of 12.7 mm and a center frequency of 200 kHz. In order to clarify the measured behavior, they were also compared with the predictions from a theory of guided waves in thin plates. This phantom study using the PVC cortical bone mimics provides useful insight into the dependencies of ultrasonic velocities on the cortical thickness in human long bones.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제76권5호
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• pp.591-598
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• 2020

Ultrasonic waves provide a non-destructive and sensitive way to monitor the concrete hydration. However, limited works are reported to monitor the evolution of the mechanical parameter at early ages. In this study, modified piezoelectric aggregates are embedded inside a concrete beam to excite and receive primary waves. A hydration index, namely, the variation of ultrasonic waveform (VUW) is developed to characterize the variation of the transmitted waves during the hydration process. The recorded hydration indices are compared with the compressive strength measured by destructive test at different ages. The results show that the VUW is closer to the compressive strength than the other two traditional hydration indices, ultrasonic velocity and wave packet energy. The proposed VUW provides a simple and accurate way to monitor the concrete hydration at early ages.

• 비파괴검사학회지
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• 제19권2호
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• pp.118-128
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• 1999

초음파 비파괴검사와 관련하여 많은 측정 방법들이 사용되고 있으며, 전형적인 예로서 재료성질 결정, 미시구조 특성 평가, 결함의 탐상 등을 들 수 있다. 이러한 응용에서 속도와 감쇠계수는 가장 흔히 요구되는 초음파 측정 파라미터이다. 본 연구에서는 수침식 펄스 에코방법으로 속도 및 감쇠 측정을 위한 5가지 해석 알고리즘 (펄스 겹침법, 상호 상관법, Fourier 변환, Hilbert 변환, Wavelet 변환)을 소개하였다. 먼저 연속한 두 저면 반사파 사이의 시간지연 측정을 위하여 펄스 겹침법, 상호 상관법, Fourier 변환에 의한 위상 기울기법 및 Hilbert 변환법을 사용하였다. 주파수 의존위상/군속도와 감쇠계수는 Fourier 변환에 의한 위상 및 진폭 스펙트럼이 사용되었으며, 이와 더불어 시간-주파수 해석법인 wavelet 변환이 이용되었다. 사용된 시편은 분산을 무시할 수 있는 강판과 약한 분산성을 지닌 기공을 함유한 복합판재이다. 각 측정 알고리즘의 특성에 대해 논의하였으며 측정된 결과들을 서로 비교하였다.

• 보존과학회지
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• 제25권1호
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• pp.87-100
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• 2009

알칼리화강암으로 구성된 경주 남산 삼릉계곡 선각육존불 주변 암반을 대상으로 보존처리제 성능을 평가하였다. 이 연구에 적용된 보존처리제는 에틸실리케이트 계열의 암석 강화용 처리제와 에폭시 계열의 수지이다. 처리과정은 에폭시 계열의 수지를 박리면에 주입 후 암석 강화용 처리제를 총 3차례 도포 하였으며, 처리 전과 후의 물성 변화를 비교하기 위해 초음파 속도를 측정하였다. 초음파속도 측정 결과, 박리면 주변의 저속도대는 강화제 및 충전제 처리 후 평균 27.8%의 속도 증가가 나타났다. 이 결과는 석조문화재에 대한 보존처리제의 강화 효과를 입증하는 것으로서, 최소 3회 정도를 처리하는 것이 효과를 극대화 시키는 것으로 나타났다.

• 보존과학회지
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• 제25권4호
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• pp.439-450
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• 2009

접착용 에폭시 수지 L-30과 충전용 에폭시 수지 L-50을 대상으로 활석, 규사, 규회석을 중량비 5, 50, 80, 120, 150% 비율로 혼합하여 첨가제에 따른 에폭시수지의 특성을 고찰하였다. 각 재료의 점도와 색도를 측정하고, 이온크로마토그래피 분석, 주사전자현미경관찰을 실시하였다. 또한 실제 석조문화재 적용 시 안정성을 평가하고자 초음파속도와 압축강도, 접촉각 측정을 실시하였다. 활석을 혼합한 경우 에폭시 몰탈은 낮은 초음파 속도를 보이며, 압축강도는 배합 비율이 높아짐에 따라 감소하는 경향을 보인다. 반면 규회석을 혼합한 에폭시 몰탈의 경우에는 상대적으로 높은 초음파 속도를 보이며, 배합 비율이 높아짐에 따라 강도가 증가하는 경향이 관찰되었다. 이는 석조문화재의 접착 충전제의 물성이 첨가제의 특성, 즉 입도 및 형태에 의해 영향을 받는다고 해석할 수 있다. 따라서 충전제는 수지의 종류는 물론 첨가제의 종류와 특성, 배합비에 따른 특성이 다르므로, 문화재 적용 시에는 이를 고려한 처리제의 선택이 중요하다.

• 한국해양공학회지
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• 제24권4호
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• pp.32-37
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• 2010

This study presents the attenuation characteristics of the first guided longitudinal wave mode propagating in water-filled, buried steel pipes in order to investigate the effects of soil saturation and compaction on the attenuation patterns. For numerical calculation of attenuation, 10 different combinations of S-wave velocity, P-wave velocity, and soil densities were considered. From the attenuation dispersion curves, which were obtained using Disperse software, we determined that the attenuation decreases as saturation increases, whereas it increases as compaction increases. Over the frequency range from 0.2 to 0.4 MHz, the first longitudinal wave mode has attenuations that are relatively lower than for other ranges, is faster than the first flexural wave mode, and is sensitive to defects aligned in the axial direction. Hence, the first longitudinal wave mode over the mentioned frequency range would be the proper choice for long-range buried pipelines that transport water.

• 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.

• 동력기계공학회지
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• 제20권6호
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• pp.58-63
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• 2016

A stainless steel has high corrosion resistance because of nickel in material, so it is used as materials for transportation and storage of hydrogen. In this study, TIG(tungsten ingot gas) welding was carried out on the stainless steel using the storage vessel of hydrogen. The microscopic structures at each region of TIG welded material such as HAZ, weld and base metals using optical microscope were observed. And the damage behavior of stainless steel that underwent the hydrogen charging using nondestructive evaluation was also studied. Ultrasonic test, which is the most generalized nondestructive technique, was applied to evaluate the relationship between the ultrasonic wave and mechanical properties at each zone of TIG welded stainless steel. The velocity and attenuation coefficients of ultrasonic wave didn't show a remarkable difference at each region of welded stainless steel. However, the attenuation coefficient was the highest at the weld zone when hydrogen charged stainless steel. In addition, acoustic emission test was also used to study the dynamic behavior of stainless steel experienced both hydrogen charging and weld. Lots of AE event at elastic region of stress-strain curve were occurred both the hydrogen charged specimen and the free specimen.