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문제 정의
- 본 논문에서는 횡하중과 압축하중하중을 받는 네변단순지지된 선체판의 2차좌굴 거동을 고려하여 횡하중의 크기에 따른 압축최종강도에 미치는 영향을 분석하였다. 사용된 유한요소해석 코드는 ANSYS이며 비교에 사용된 FEM 코드는 ALPS/ULSAP이다.
- 그러나, 선체에는 정수압뿐만 아니라 슬래밍이나 팬팅처럼 순간적인 동적충격압을 받게 되면 정수압보다 적은 압력을 받더라도 구조부재에 손상을 줄 수가 있다. 본 연구에서는 횡하중이 적은 경우에 대해서도 고려를 하고 있으며, 박판부재에서 주로 발생하게 되는 2차좌굴거동을 고려한 최종강도 해석을 다루고 있다. 선체판의 탄소성대변형 거동에서 수압의 영향은 일반적으로 종횡비에 따라서 다르게 나타나게 된다.
가설 설정
- 6) 작용된 횡하중의 크기가 증가하여도 압축최종강도를 높게 평가하는 원인은 초기항복 이후 큰 인장막응력이 판의 붕괴에 저항요소로 작용하기 때문이다.
- 0인 경우 수압이 작용하여 발생한 처짐파형과 압축하중이 단독으로 작용하였을 때의 처짐은 거의 일치하고 있으며, 수압과 동시에 압축력이 작용하게 되면 압축력의 증가와 함께 처음부터 처짐이 서서히 증가하여 명확한 좌굴현상 은 나타나지 않고 압축력이 작용하는 처음부터 서서히 면내강성이 감소하게 된다. 또한 선체구조는 용접 및 절단등의 열가공에 의해 건조하게 되면서 필연적으로 비대칭적 초기결함이 발생하게 되며 이러한 초기처짐 성분의 분포는 정량적으로 단정지을수 없으며, 본 연구에서는 횡하중의 진입방향과 반대방 향에 초기처짐이 존재하는 시나리오를 가정하여 유한요소 시리즈해석을 수행하였다.
- 판 주변 경계조건은 네변 단순지지조건으로 이상화 하였고 면외하중인 횡하중과 면내하중 성분인 종방향 압축하중이 작용하는 조합하중조건을 가정하였다. 이때 면외 변형에 대해서 네변 모두 직선을 유지한다는 조건을 적용하였고 용접이나 절단등의 열가공에 의한 판의 부가 처짐량을 초기처짐모드로 가정하여 적용하였다.
- 4인 사각 형판의 해석에 있어서 실제 DWT 172K 산적화물선 이중저 구조에서 사용되고 있는 보강재와 보강재 사이의 평판을 모델 링에 적용하였다. 판 주변 경계조건은 네변 단순지지조건으로 이상화 하였고 면외하중인 횡하중과 면내하중 성분인 종방향 압축하중이 작용하는 조합하중조건을 가정하였다. 이때 면외 변형에 대해서 네변 모두 직선을 유지한다는 조건을 적용하였고 용접이나 절단등의 열가공에 의한 판의 부가 처짐량을 초기처짐모드로 가정하여 적용하였다.
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