• Advances in Computational Design
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• 제8권3호
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• pp.219-236
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• 2023

In this paper, finite element modeling of the laser ultrasonics (LU) process in ablation regime is of interest. The momentum resulting from the removal of material from the specimen surface by the laser beam radiation in ablation regime is modeled as a pressure pulse. To model this pressure pulse, two equations are required: one for the spatial distribution and one for the temporal distribution of the pulse. Previous researchers have proposed various equations for the spatial and temporal distributions of the pressure pulse in different laser applications. All available equations are examined and the best combination of the temporal and spatial distributions of the pressure pulse that provides the most accurate results is identified. This combination of temporal and spatial distributions has never been used for modeling laser ultrasonics before. Then by using this new model, the effects of variations in pulse duration and laser spot radius on the shape, amplitude, and frequency spectrum of ultrasonic waves are studied. Furthermore, the LU in thermoelastic regime is simulated by this model and compared with LU in ablation regime. The interaction of ultrasonic waves with a defect is also investigated in the LU process in ablation regime. Good agreement of the results obtained from the new finite element model and available experimental data confirms the accuracy of the proposed model.

• 비파괴검사학회지
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• 제32권6호
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• pp.696-702
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• 2012

In this study, a noncontact laser ultrasonic system is proposed for rail defect detection. An Nd-Yag pulse laser is used for generation of ultrasonic waves, and the corresponding ultrasonic responses are measured by a laser Doppler vibrometer. For the detection of rail surface damages, the shape of the excitation laser beam is transformed into a line. On the other hand, a point source laser beam is used for the inspection of defects inside a rail head. Then, the interactions of propagating ultrasonic waves with defects are examined using actual rail specimens. Amplitude attenuation was mainly observed for a surface crack, and reflections were most noticeable from an internal damage. Finally, opportunities and challenges associated with real-time rail inspection from a high-speed train are discussed.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.315-316
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• 2009

• 비파괴검사학회지
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• 제36권4호
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• pp.266-272
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• 2016

본 논문에서는 나노스케일 금속박막 내에서 체적종파가 전파하는 특성을 연구하였다. 실리콘(100) 기판 위에 150 nm 두께의 크로뮴 혹은 알루미늄 박막을 적층하여 시편을 제작하였으며, 펨토초 레이저 시스템으로 구성된 시간영역 열반사율 기법(time-domain theromoreflectance technique)을 이용하여 박막 표면으로부터 여기된 탄성파가 박막과 기판의 계면에서 반향될 때 발생하는 신호를 검출하였다. 체적종파의 거동을 모사하는 열탄성 방정식을 수치해석적으로 풀어 측정값과 곡선맞춤함으로써 박막의 체적종파 속도와 탄성계수를 평가할 수 있었으며, 결과를 문헌값과 비교하여 그 타당성을 검증하였다. 본 연구로부터 확립된 레이저 계측법은 나노재료의 특성평가에 적합함을 보여주며, 이는 기존의 접촉식 파괴식 검사법의 한계를 뛰어넘을 대안을 제시한다.

• 한국공작기계학회:학술대회논문집
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• 한국공작기계학회 2003년도 추계학술대회
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• pp.174-179
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• 2003

Non-destructive test on the size and depth of cracks has been required for the safety evaluation of structures. Ultrasonic method based on laser techniques is one of the most popular non-destructive methods which overwhelm PZT based tests. In the present paper, ultrasonic was generated by high powered Q switching Nd:YAG pulse laser. Experiments were carried out using Fabry-Perot interferometer which was intensively discussed in the present study.

• 비파괴검사학회지
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• 제22권1호
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• pp.74-87
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• 2002

• 비파괴검사학회지
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• 제21권2호
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• pp.152-162
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• 2001

비파괴 평가 기술들 중의 하나인 레이저 초음파 응용 기술은 각종 구조물에 존재하는 표면결함에 의한 신호를 통해 건전성을 평가하는 기법이다. 따라서 결함의 신뢰성 높은 정량적 평가를 위해서는 결함으로부터의 레이저 초음파 신호특성에 대한 기본적 이해가 필수적이며 따라서 이를 위한 신호해석 연구가 요구된다. 본 연구에서는 레이저유도 초음파에 의한 one-sided 기법을 이용하여 표면균열을 평가하고자 하였다. 하지만 레이저를 이용한 평가방법들은 수신된 신호의 해석이 까다로우며 또한 상당한 전문적인 지식이 요구된다. 웨이블렛 변환(wavelet transform, WT) 기법은 신호처리 분야에서 하나의 새로운 방법으로서 다양한 분야에 적용되고 있으며 특히 한 시점에 대한 주파수 분해가 가능한 신호처리 방법으로서 시간-주파수 분석에 아주 유용하게 이용되고 있다. 본 연구에서는 이러한 레이저 유도 초음파를 이용하여 재료의 표면 결함신호들에 대한 웨이블렛 변환기법을 적용하여 보다 정량적인 결함 크기를 예측하고 그 타당성을 평가하고자 하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.539-540
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• 2009

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2004년도 제15회 정기총회 및 동계학술발표회
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• pp.34-35
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• 2004

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2006년도 하계학술발표회 논문집
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• pp.153-154
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• 2006