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Ultrasonic guided waves-based fatigue crack detection in a steel I-beam: an experimental study
Xian Xu,Jiaqi Tu,Chung Bang Yun,Yuan-Feng Duan 국제구조공학회 2023 Smart Structures and Systems, An International Jou Vol.31 No.1
Fatigue crack is a fatal problem for steel structures. Early detection and maintenance can help extend the service life and prevent hazards. This paper presents the ultrasonic guided waves-based (UGWs-based) fatigue crack detection of a steel Ibeam. The semi-analytical finite element model has been built to obtain the wave propagation characteristics. Damage indices in both time and frequency domains were analyzed by considering the characteristic variations of UGWs including the amplitude, phase angle, and wave packet energy. The pulse-echo and pitch-catch methods were combined in the detection scheme. Labscale experiments were conducted on welded steel I-beams to verify the proposed method. Results show that the damage indices based on the characteristic variations in the time domain can identify and localize the fatigue crack before it enters the rapid growth stage. The damage severity can be reasonably evaluated by analyzing the time-domain damage indices. Two nonlinear damage indices in the frequency domain give earlier warnings of the fatigue crack than the time-domain damage indices do. The identification results based on the above two nonlinear indices are found to be less consistent under various excitation frequencies. More robust nonlinear techniques needed to be searched and tested for early crack detection in steel I-beams in further study.
생장단계별 배 과육에서 추출된 펙틴의 이화학 특성 및 포도당 흡수 저해 효과
장선(Xian Zhang),이범수(Fan-Zhu Lee),은종방(Jong-Bang Eun) 한국식품과학회 2008 한국식품과학회지 Vol.40 No.5
상품성이 낮은 배의 부가가치 증대와 배 펙틴의 산업적 이용을 위한 목적으로 생장시기에 따라 배 과육에서 펙틴을 추출하여 그 특성을 조사하였다. 산처리법에 의한 펙틴의 추출수율은 배 과실이 성숙됨에 따라 감소하였고 유과로부터 추출한 펙틴의 L<SUP>*</SUP>값은 미숙과나 성숙과에서 추출한 펙틴의 L<SUP>*</SUP>값에 비하여 낮았고 a<SUP>*</SUP>값과 b<SUP>*</SUP>값은 더 높았다. 순도는 22.77-43.07%로 비교적 낮았고 메톡실함량은 3.44-6.73%, DE값은 21.08-41.25%로 저메톡실펙틴이었으며 품종내 성숙과에서 추출한 펙틴의 메톡실함량이 가장 높았다. 고유점도는 1.90-3.81 dL/g이었고 포도당 흡수 지연효과는 약 30% 혹은 그 이상으로 비교적 높은 효과를 보였다. 메톡실함량과 DE값은 고유점도와 5% 수준에서, 포도당 흡수 지연 효과와는 1% 수준에서 높은 상관을 보였고 고유점도는 포도당 흡수 지연효과에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 결론적으로 배과육에서 산처리법으로 추출한 펙틴은 저칼로리 식품 생산에 그리고 기능성 식품 개발에서 좋은 수용성 식이섬유로 이용 가능할 것으로 생각되며 펙틴 추출 시 순도를 높이기 위한 연구가 더 어루어져야 할 것으로 생각된다. Properties of pectin extracted from flesh of Asian pear in 3 cultivars were investigated at different growth stages. The extraction yields of pectin by the acidic treatment decreased during the growth. The L<SUP>*</SUP> value of young fruit was lower than unripe and ripe fruit, and a<SUP>*</SUP> and b<SUP>*</SUP> value were higher in the same cultivars. The degree of esterification (DE) and intrinsic viscosity of pectin were 21.1-41.3% and 1.90-3.81 dL/g, respectively. The pectin extracted from flesh of pear showed about 30% glucose retarding effect. The DE value had a high correlation with retarding effect on glucose transport and intrinsic viscosity (p<0.01 and p<0.05). The intrinsic viscosity of the pectin seems to affect the retardation of glucose transport in blood. Pectin extracted from flesh of Asian pear by acidic treatment could be a good source to develop low calorie and functional food.
장선(Xian Zhang),이범수(Fan-Zhu Lee),은종방(Jong-Bang Eun) 한국식품과학회 2007 한국식품과학회지 Vol.39 No.1
배 생산지원의 충분한 이용과 부가가치 증대를 위한 개발을 목적으로 생장시기에 따른 부위별 페놀성물질과 과육의 펙틴 변화를 측정하였다. 배의 생장시기에 따라 과피, 과육, 과심부의 총페놀성물질의 함량은 감소하는 경향을 보여 생장초기 과피에서는 20.61-22.98 ㎎/g 과육에서는 0.87-1.23 ㎎/g, 과심부에서는 6.39-37.96 ㎎/g으로 함량이 가장 높았다. 동일한 품종내에서 대부분 시기에 걸쳐 과피중의 총페놀성물질의 함량이 가장 높았고 과육의 함량이 가장 낮았다. 생장초기 3품종과 각 부위에서 모두 arbutin, chlorogenic acid, epicatechin이 검출되었고 과실이 성숙됨에 따라 과피와 과심부에서는 caffeic acid, catechin 그리고 4-hydroxymethyl benzoic acid(4-HMBA)도 검출되었으며 그 중 arb-utin이 가장 많은 양을 차지하였다. 배 과육의 총펙틴 함량은 알코올 불용성 고형분(AIS)의 감소와 함께 생장초기 약 6 ㎎/g에서 급격히 감소하다가 그 이후로 서서히 감소하였다. 생장초기 hydrochloric acid-soluble pectin(HSP)의 함량이 3.21-3.45 ㎎/g으로 가장 많았고 또한 과실의 생장에 따라 감소하였으며 AIS중 water-solubel pectin (WSP)의 증가가 가장 컸다. 따라서 배의 성숙된 과실에 비하여 미숙한 과실이, 과육에 비하여 과피가 기능성식품소재 개발에 더 유용할 것으로 생각되었다, 현재 미이용되고 있는 미숙과니 낙과 등의 과피를 이용하여 알부틴과 같은 고부가가치 물질을 추출하여 기능성 물질로의 이용을 위해 앞으로 추출 방법 등의 연구를 수행할 예정이다. The changes in phenolic compounds and pectin content were investigated during the growth of 3 cultivars (Hosui, Niitaka and Chuwhangbae) of Asian pear (Pyrus pyrifolria) fruits. The amounts of total phenolic compounds in peel, flesh and core was 20.61-22.98 ㎎/g, 0.87-1.23 ㎎/g and 6.39-37.96 ㎎/g during early growth, respectively, and decreased with pear growth. Arbutin, chlorogenic acid and epicatechin were detected in each part of all three cultivars during early growth; of these, arbutin content was the highest. Caffeic acid, catechin and 4-hydroxymethyl benzoic acid were detected in the peel and core during the ripening process. The total pectin content in the flesh of Hosui, Niitaka, and Chuwhangbae cultivars decreased from 5.93 ㎎/g, 5.99 ㎎/g and 5.40 ㎎/g to 1.07 ㎎/g, 1.60 ㎎/g and 1.63 ㎎/g, respectively. Of the soluble pectins, the hydrochloric acid-soluble pectin content was the highest, 3.21-3.45 ㎎/g, and decreased during growth.