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[국내논문] 완전 통계적법에 의한 부유식 해양구조물의 피로강도 평가 및 조선소 개발사례
Fully Stochastic Fatigue Analysis for Offshore Floaters and : Based on Shipyard Development and Practices 원문보기

전산 구조 공학 = Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea, v.21 no.1 = no.79, 2008년, pp.5 - 16  

정준모 (현대중공업 해양사업본부 기본설계부) ,  윤기영 (현대중공업 해양사업본부 기본설계부) ,  정장현 (현대중공업 해양사업본부 기본설계부) ,  추명훈 (현대중공업 해양사업본부 기본설계부)

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문제 정의

  • 본 연구에서는 우선 피로 관점에서 일반상선과 FPSO 의 차이점과 기술적 쟁점사항을 고찰하므로서 FPSO의피로강도 평가를 위한 자체적인 피로해석 프로그램이 반드시 필요한 배경을 설명하고자 한다. 또한 통계적 피로 해석법의 이론적 배경에 대하여 간단히 기술한 후 본 연구에서 개발된 프로그램의 특징에 대한 소개를 하고자 한다.
  • 필요한 배경을 설명하고자 한다. 또한 통계적 피로 해석법의 이론적 배경에 대하여 간단히 기술한 후 본 연구에서 개발된 프로그램의 특징에 대한 소개를 하고자 한다.
  • 건조사가 자체개발 피로해석 프로그램을 보유할 경우 기술적으로 완전히 정 립되지 않은 부분에서 기술적 주도권 (Technical initiative) 를 건조사가 가져갈 수 있다. 따라서 당사는 이러한 선주의 요구에 유연하고 신속하게 대응하기 위해서 자체적인 피로강도 평가프로그램을 개발하였다.
  • 있다. 본 연구에서 개발된 변위 매핑 모듈은 전체모델의 출력 절점과 국부모델의 경계 절점을 공간상의 위치로 탐색하므로서 절점 번호가 서로 상이한 경우에도 변위 매핑이 가능하도록 하였다. 또한 두 모델간 절점의 위치가 일치하지 않는 경우에도 주변 절점을 이용한 보간을 통하여 모든 경계절점에서의 변위 매핑이 가능하도록 하였다.
  • 본 연구에서 개발된 변위 매핑 모듈은 전체모델의 출력 절점과 국부모델의 경계 절점을 공간상의 위치로 탐색하므로서 절점 번호가 서로 상이한 경우에도 변위 매핑이 가능하도록 하였다. 또한 두 모델간 절점의 위치가 일치하지 않는 경우에도 주변 절점을 이용한 보간을 통하여 모든 경계절점에서의 변위 매핑이 가능하도록 하였다. 보통 셸요소의 경우 절점의 회전 변위는 사용하지 않는다.
  • 그러나 대부분의 건조사, 선급 또는 엔지니어링사 등도 경험과 직관에 주로 의존하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 개별적 요소에 대한 완전통계적 스펙트럴 피로해석을 자동적으로 수행할 수 있도록 하였다. 즉 Hotspot을 미리 경험 및 직관적으로 미리 정의하는 것이 아니라 피로 강도가 의심스러운 모든 부분에 대하여 개별적 요소별로 피로손상율을 계산하여 피로에 취약한 지점 즉 Hotspot을 선별하도록 하였다.
  • 고찰하였다. 또한 스펙트럴 피로해석을 위하여 필요한 기본이론을 단계적으로 기술하고 기술의 타당성 등에 대하여 논의하였다 본 연구에서는 위에서 언급한 대부분의 기술적 쟁점을 포괄적으로 해결할 수 있는 완전통계적 스펙트럴 피로 해석 프로그램을 개발하였다.
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참고문헌 (12)

  1. Bannatine, J.A., Comer, J.J. and Handrock, J.L. (1990), 'Fundamentals of Metal Fatigue Analysis', Prentice Hall 

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  3. Bergan, P.G. and Lotsberg, I. (2004), 'Advances in Fatigue Assessment of FPSOs', Proc. OMAE-FPSO'04-0012 

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  5. DNV, 2003, Fatigue Assessment of Ship Structures, Classification Notes No. 30.7 

  6. DNV, 2005, Fatigue Design of Offshore Steel Structures, DNV-RP-C203 

  7. DNV, 2006, Fatigue Methodology of Offshore Ships, DNV-RP-C206 

  8. Fricke, W. (2002). 'Recommended Hot-Spot Analysis Procedure for Structural Details of Ships and FPSOs Based on Round-Robin FE Analyses', Int J Offshore Polar Eng, Vol.12, No.1, pp 40-47 

  9. Lotsberg, I. (2006), 'Fatigue design of plated structures using finite element analysis', J. Ships and Offshore Structures, Vol. 1, pp 45-54 

    상세보기 crossref

  10. Ochi, M.K. and Hubble, E.N. (1976). On six-parameters wave Spectra, Proc. 15th Coastal Eng. Conf., Vol 1, pp 301-328 

  11. Wang, X., Cheng, Z., Wirsching, P.H. and Sun, H., 'Fatigue design factors and Safety Level Implied in Fatigue Design of Offshore Structures', Proc. OMAE, pp 35-40 

  12. Wirsching, P.H., Ortiz, K., and Chen, Y.N.(1987), 'Fracture Mechanics Fatigue Model in a Reliability Format', Proc. of OMAE, Vol.3, pp 331-337 

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