• 한국철도학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.412-419
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• 2009

구조물 건전성 모니터 링에서 구조물에 발생한 손상을 어떠한 방법으로 가장 효율적이고 정확하게 탐지하느냐는 매우 중요한 연구과제이다. 기존의 대부분 SHM기술에서는 구조물에 손상이 발생하기 이전에 측정해 놓은 탄성파신호를 손상 검출을 위한 기준 데이터로서 활용하고 있다. 본 연구에서는 Lamb파를 이용하는 pitch-catch (PC)-기법을 기반으로 기준 데이터를 필요로 하지 않는 새로운 SHM기술을 제안하였다. 또한 손상 신호에 이미지화 기법을 적용하여 손상의 위치를 이미지화 함으로써 손쉽게 파악할 수 있도록 하였다. 제안된 SHM기술은 알루미늄 평판 시편에 대한 실험을 통해 응용 가능성을 고찰하였다.

• 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.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.148-151
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• 2009

In these days it is important to secure the life and stability of the structure such as aircrafts, automobiles and building. So the structural health monitoring is needed. In conventional lamb wave techniques, damage is identified by comparing the measured data (baseline signals) and the current data. But this method can lead to high false signal in the intact condition of the structure due to environmental conditions of the structure. As a solution to resolve it, the structural health monitoring method which doesn't use baseline signals is necessary. Damaged structure has unusual elastic wave. This paper proposed a PC(pitch-catch) method which doesn't use baseline signal. New baseline signals can get from detection signal. Damage signals based on new baseline signals. This paper made an image includes damage information by applying damage-signals to beamformming.

• 한국생산제조학회지
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• 제20권1호
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• pp.47-52
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• 2011

It is well known that stiffness of composites depends on layup sequence of CFRP(carbon fiber reinforced plastics) laminates because the layup of composite laminates influences their properties. Ultrasonic NDE of composite laminates is often based on the backwall echoes of the sample. A pair of such transducers was mounted in a holder in a nose-to-nose fashion to be used as a scanning probe on composites. Miniature potted angle beam transducers were used (Rayleigh waves in steel) on solid laminates of composites. Experiments were performed to understand the behavior of the transducers and the nature of the waves generated in the composite (mode, wave speed, angle of refraction). C-scan images of flaws and impact damage were then produced by combining the pitch-catch probe with a portable manual scanner known as the Generic Scanner ("GenScan"). The pitch-catch signal was found to be more sensitive than normal incidence backwall echo of longitudinal wave to fiber orientation of the CFRP composites, including low level porosity, ply waviness, and cracks. Therefore, it is found that the experimentally Rayleigh wave variation of pitch-catch ultrasonic signal was consistent with numerical results and one-side ultrasonic measurement might be very useful to detect the defects.

• 비파괴검사학회지
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• 제28권1호
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• pp.46-53
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• 2008

복합재료의 내부 결함 평가를 위해 일반적으로 적용되어온 초음파 C-스캔 기법은 섬유자동 배열을 통한 정밀 성형 공정에 적용하기에는 많은 어려움이 있다. 따라서 본 연구는 복합재료의 정밀 성형 공정 중에 발생되는 각종 내부 결함들을 비파괴적, 비접촉으로 평가하기 위한 새로운 하이브리드 초음파 평가 기법을 확립하는데 목적이 있다. 이를 위하여 본 연구에서는 초음파 산란 반사(scattering reflection) 방식을 토대로 한 새로운 이중 피치-캐치(dual pitch-catch) 기법을 확립하여 기존의 결함평가를 위해 시험편의 스캔에 소요되는 시간을 줄이면서 우수한 결함 영상을 얻을 수 있는 새로운 하이브리드 기법을 개발하였다. 즉 두 가지 종류의 열경화성 및 열가소성 복합재료(carbon/epoxy, carbon/PPS) 적층판의 내부 박리(delamination) 결함의 영상화를 위하여 레이저를 이용한 유도 초음파의 발생 및 이중 피치-캐치(pitch-catch)방식을 토대로 한 비접촉식 공기 정합 트랜스듀서(air-coupled transducer)를 이용하여 결함 영상을 얻기 위한 핵심 알고리즘을 확립하였다.

• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제4권4호
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• pp.381-396
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• 2017

Structural health monitoring (SHM) is a necessity for reliable and efficient functioning of engineering systems. Damage detection (DD) is a crucial component of any SHM system. Lamb waves are a popular means to DD owing to their sensitivity to small damages over a substantial length. This typically involves an active sensing paradigm in a pitch-catch setting, that involves two piezo-sensors, a transmitter and a receiver. In this paper, we propose a data-intensive DD approach for beam structures using high frequency signals acquired from beams in a pitch-catch setting. The key idea is to develop a statistical learning-based approach, that harnesses the inherent sparsity in the problem. The proposed approach performs damage detection, localization in beams. In addition, quantification is possible too with prior calibration. We demonstrate numerically that the proposed approach achieves 100% accuracy in detection and localization even with a signal to noise ratio of 25 dB.

• 비파괴검사학회지
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• 제27권3호
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• pp.268-279
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• 2007

The reliability of cold-bonding repair technique of carbon-fiber reinforced plastics (CFRP) laminates, often used as a temporary repair for the airplane maintenance, has been evaluated during cyclic loading and localized heating by nondestructive methods. Major concern was given to the evolution of damage after repair in the form of delaminations due to localized heating and cyclic loading combined. An area of interest both on the specimen repaired by cold-bonding and the specimen without repair where delaminations were induced by localized heating and cyclic loading was monitored by acoustic emission (AE) testing and further examined by pitch-catch low-frequency bond testing, and pulse-echo high-frequency ultrasonic testing. The results showed that the reliability of cold-bonding repair would be significantly reduced by the localized heating and cyclic loading combined rather than by the cyclic loading only. AE monitoring appeared to be an effective and reliable tool to monitor the integrity of temporarily repaired CFRP laminates in terms of the structural health monitoring (SHM) philosophy.

• 한국음향학회지
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• 제10권3호
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• pp.13-18
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• 1991

본 연구에서는 취약한 고체의 표면에 존재하는 crack에 탄성표면파를 입사 시켰을 때 발생하는 반사계수를 측정하여 파괴응력을 해석하는 방법을 연구 분석하였다. Crack이 존재하는 취약한 고체에서의 파괴응력은 임계응력확대계수와 정규화된 최대응력확대계수의 함수로써 나타나며, 이 때 정규화된 최대응력확대계수는 탄성표면파의 반사계수를 측정하여 구할 수 있었다. 실험을 위하여 Pyrex glass원판 중앙에 깊이가 0.5mm~0.9mm인 crack을 제작하였고, SAW wedge transducer를 피치캐치(pitch-catch) 모드로 구성하여 반사계수를 측정하고 파괴응력값을 산출하였으며 UTM(Universal Testing Machine)으로 측정한 값과 비교 분석하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제33권3호
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• pp.264-269
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• 2013

Since MFC(macro-fiber composite) transducer has been developed, many researchers have tried to apply this transducer on SHM(structural health monitoring), because it is so flexible and durable that it can be easily embedded to various kinds of structures. The objective of this paper is to figure out the benefits and feasibility of applying MFC transducers to guided wave technique. For this, we have experimentally tested the performance of MFC patches as transmitter and sensors for excitation and reception of guided waves on the thin aluminum alloy plate. In order to enhance the signal accuracy, we applied the FIR filter for noise reduction as well as used STFT(short-time Fourier transform) algorithm to image the guided wave characteristics clearly. From the results, the guided wave generated based on MFC showed good agreement with its theoretical dispersion curves. Moreover, the ultrasonic Lamb wave techniques based on MFC patches in pitch-catch manner was tested for detection of surface notch defects of which depths are 10%, 20%, 30% and 40% of the aluminum plate thickness. Results showed that the notch was detectable well when the notch depth was 10% of the thickness or greater.

• 한국주조공학회지
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• 제27권5호
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• pp.209-211
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• 2007

최근에는 탄소섬유강화복합재료(CFRP)는 우수한 기계적인 물성치와 수월한 설계특성으로 인해 우주.민간 항공산업분야 뿐만 아니라 여러분야에 응용성이 매우 높다. 그러나 CFRP 복합적층판으로 제작된 구조물은 충격손상을 받을 시에는 50-75%치 강도가 낮아지는 취약성을 가지고 있다. 따라서 본 연구에는 CFRP복합재의 구조건전성 및 결함여부를 비파괴적으로 검사 및 탐상을 하기 위해서 시도하였다. 특히, C-scanner의 수침조에서 충격손상을 받은 시험편을 집어넣어 자동 데이터 획득 시스템을 구동하여 현장응용성이 가장 높은 일 방향 초음파측정 (one-sided ultrasonic measurement) 방법인 평가기법을 제안하였다. 본 연구에서 제안한 일방향 초음파 피치캐치방법이 CFRP 복합적층판내에서 일반 수직 초음파 탐상기법보다 훨씬 민감함을 알 수 있었다.