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폴리에틸렌 보트의 내구성 평가에 관한 연구
A Study on Estimation of Fatigue Performance of Polyethylene Boat 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.15 no.1, 2014년, pp.47 - 54  

오정석 (군산대학교 도시형풍력발전원천기술연구센터) ,  조석수 (강원대학교 자동차공학과)

초록
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선체 내구성은 기존 선급 규격에 의하여 구조 치수를 결정한 후 이러한 치수의 선체구조에 대하여 스펙트랄과 결정론적 및 간이 방법에 의하여 평가되고 있다. 이러한 방법은 선체재료를 선급 규격에서 제안하고 있는 재료로 구성하는 경우에는 적용할 수 있으나 선체 재료를 신소재로 구성하는 경우에는 적용할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 폴리에틸렌 보트 선체에 대한 피로 손상을 평가하기 위하여 선체에 부하되는 단기간 선체 가속도를 직접 측정하고 이러한 데이터를 기초로 구조설계와 피로수명평가방법이 확립되지 못한 소형 선박의 선체 내구성을 선형누적손상 법칙으로 평가하는 방법을 제안하였다. 개발된 폴리에틸렌 보트의 경우 최대 가속도 상태에서 보트에 부하되는 최대 Von-Mises 응력은 1.8MPa로서 $1{\times}10^9$ 사이클 피로강도 5.9MPa 아래에 있고 유한피로수명개념을 적용한 폴리에틸렌 보트의 내구수명은 415년으로 평가되어져 거의 무한수명을 가지고 있다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Endurance of ship hull can be estimated by existing regulations and fatigue estimation methods. These can be applied to the hull materials that are recommended by ship regulations but can't be applied to new materials. In this study, structural force in the worst sailing condition is obtained by the...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 2의 S-N선도에서 보는 것처럼 부하 응력이 저하하면 피로수명도 증가하고 있지만 무한수명은 보장할 수 없으므로 이러한 안전율은 실제적 안전율로서 고려할 수 없다. 따라서 무한수명개념의 안전율보다 유한수명개념의 피로손상개념을 이용하여 폴리 에틸렌 보트 선체의 기계적 내구성을 평가하고자 한다.
  • 따라서 본 연구에서는 폴리에틸렌 보트 선체에 대한 피로 손상을 평가하기 위하여 선체에 부하되는 단기간 선체 가속도를 직접 측정하고 이러한 데이터를 기초로 구조설계와 피로수명평가방법이 확립되지 못한 소형 선박의 선체 내구성을 선형누적손상법칙으로 평가하는 방법을 제안하였다.
  • 이상의 방법은 화물선이나 이중 선체 유조선등과 같은 중대형선에 적용되는 방법으로 본 연구 대상인 폴리에틸렌 보트에 적용하기에는 산업계 및 학계에서 충분한 데이터를 확보하지 못하고 있다[1]. 따라서 본 연구에서는 폴리에틸렌 보트에 투입되는 하중 분포를 최악의 기상 상태에서 직접 구하여 선체의 피로손상을 평가하고자 한다.
  • 본 연구는 폴리에틸렌 보트의 선체 내구성을 평가하기 위하여 선체에 부하되는 불규칙하중을 구한 후 이것을 기초로 보트의 피로손상을 선형누적손상법칙을 이용하여 구한 것으로 다음과 같은 결론을 얻었다.

가설 설정

  • 스펙트랄 방법은 각 파도의 입사각별 집중응력범위 전달함수와 해상태자료 및 구조 재료의 S-N곡선이 필요하나 응력에 대한 전달함수를 구하는 과정이 방대하여 실제 선박설계에 어려움이 있다. 결정론적 방법은 블록별 불규칙파 상태에서의 구조 해석결과를 요구하며 간이법은 응력 범위의 장기 분포를 Weibull 분포로 가정하여 선체의 피로손상을 계산한다. 이상의 방법은 화물선이나 이중 선체 유조선등과 같은 중대형선에 적용되는 방법으로 본 연구 대상인 폴리에틸렌 보트에 적용하기에는 산업계 및 학계에서 충분한 데이터를 확보하지 못하고 있다[1].
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
무엇으로 인하여 선체의 피로 손상 발생 빈도수가 급격히 증가되고 있는가? 중∙대형 선박의 경우 선체 구조 치수는 각국의 선급 규격에 의하여 결정되고 있다. 그러나 선체구조 설계 기술의 발전과 경량화에 따른 신소재의 사용으로 인하여 선체의 피로 손상 발생 빈도수는 급격히 증가되고 있다. 실선운항실적에 의하면 선박 수명중 선체 구조가 피로손상을 입을 확률이 1/100로 예측되며 일본해사협회(NK)는 HT32 및 HT 36을 사용한 48척의 제2세대 초대형 유조선 (VLCC)에서 손상 선박당 10개이상의 피로균열이 발생하였음을 보고하였다.
선체 내구성은 어떻게 평가되고 있는가? 선체 내구성은 기존 선급 규격에 의하여 구조 치수를 결정한 후 이러한 치수의 선체구조에 대하여 스펙트랄과 결정론적 및 간이 방법에 의하여 평가되고 있다. 이러한 방법은 선체재료를 선급 규격에서 제안하고 있는 재료로 구성하는 경우에는 적용할 수 있으나 선체 재료를 신소재로 구성하는 경우에는 적용할 수 없다.
어떠한 계기로 세계 주요 선급협회에서 선체구조 피로평가지침을 제정하였는가? 그러나 선체구조 설계 기술의 발전과 경량화에 따른 신소재의 사용으로 인하여 선체의 피로 손상 발생 빈도수는 급격히 증가되고 있다. 실선운항실적에 의하면 선박 수명중 선체 구조가 피로손상을 입을 확률이 1/100로 예측되며 일본해사협회(NK)는 HT32 및 HT 36을 사용한 48척의 제2세대 초대형 유조선 (VLCC)에서 손상 선박당 10개이상의 피로균열이 발생하였음을 보고하였다. 이것을 계기로 세계 주요 선급협회는 선체구조 피로평가지침을 제정하였다[1].
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참고문헌 (17)

  1. J. D. Kim, "Fatigue Assessment of Ship Structures : Recent State of the Art", Journal of KWJS, Vol.16, No.5, pp. 1-10, October, 1998. 

  2. J. S. Park and J. Y. Ko, "Estimation about Local Strength using FE-Analysis for Steel Yacht", Journal of KSMES, Vol.11, No.2, pp.77-82, December, 2005. 

  3. I. S. Nho, J. K. Kim and J. H. Yoo, "Fatigue Strength Assessment of a Ship Structures using the Influence Coefficient Concept and Spectral Analysis Technique", Journal of SNAK, Vol.34, No.2, pp.75-84, May, 1997. 

  4. D. S. Um, S. W. Kang, S. G. Lee and W. B. Kim,"A Study on the Fatigue Strength Analysis of the Welded Joints in Ship Hull Construction", Journal of KWJS, Vol.10, No.4, pp. 259-267, December, 1992. 

  5. Rhino, Rhino 3D 4.0 Manual, Rhino, 2010. 

  6. S. S. Cho, "Study of Structural Design of Polyethylene Pleasure Boat", Trans. of Korean Soc. Mech. Eng. A, Vol.36, No.12, pp.1551-1561, December, 2012. DOI: http://dx.doi.org/10.3795/KSME-A.2012.36.12.1551 

  7. ISO 12215-5, Small Craft-Hull Construction and Scantlings - Part 5 : Design Pressures for Monohulls, Design Stresses, Scantlings Determination, ISO, 2008. 

  8. KS M 3022, "Testing Method for Tensile Creep of Plastics", KS, 2008. 

  9. B. K. Hong, "A Study on the Standard of Ship Hull Construction for Aluminium Alloys Fishing Boats", The Korean Society for Fisheries and Marine Sciences Education, Vol.12, No.1, pp.22-82, January, 2000. 

  10. KS B ISO 1143, Metals- Rotating Bar Bending Fatigue Testing, KS, 2008. 

  11. R. E. Peterson, Stress Concentration Design Factors, P.75, Wiley & Sons Inc., New York, 1954. 

  12. Y. H. Yeom, Material Test Method, Dong Myeong Press, Seoul, pp.243-248, 1989. 

  13. ANSYS Workbench V12.1, ANSYS Workbench, V12.1, Fatigue Module Manual, ANSYS, 2010. 

  14. J. A. Collins, Failure of Materials in Mechanical Design, John Wiley & Sons Inc., New York, pp.256-258, 1993. 

  15. S. H. Baek, J. H. Jeon, K. Y. Lee, S. S. Cho and W. S. Joo, "Reliability Analysis and Preventive Maintenance for Fatigue Life of End Beam for Uncovered Freight Car", Trans. of Korean Soc. Mech. Eng. A, Vol.29, No.3, pp.495-502, March, 2005. DOI: http://dx.doi.org/10.3795/KSME-A.2005.29.3.495 

  16. S. S. Cho, "A Experimental Estimation of Thermal Fatigue at Polyethylene Boat", Journal of KAIS, Vol.14, No.6, pp.2559-2565, June, 2013. DOI: http://dx.doi.org/10.5762/KAIS.2013.14.6.2559 

  17. S. S. Cho, "A Study on Hull Form Development of Polyethylene Boat", Journal of KAIS, Vol.14, No.10, pp.4726-4732, October, 2013. DOI: http://dx.doi.org/10.5762/KAIS.2013.14.10.4726 

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