[논문]압축하중을 받는 선체판의 좌굴후 면내강성에 관한 연구

고재용; 박성현; 박주신

[국내논문] 압축하중을 받는 선체판의 좌굴후 면내강성에 관한 연구
A Study of the In-plane Rigidity of a Compressed Ship Plate above Buckling Load 원문보기

고재용 (목포해양대학교 해양시스템공학부) , 박성현 (목포해양대학교 해상운송시스템학부) , 박주신 (목포해양대학교 대학원)

기본적으로 선박의 판 부재로 구성되어 있고 선체구조의 전체적인 강도는 선체판의 강도와 강성에 지배를 받게 된다. 만약 국부적인 좌굴이 발생하게 되면 선체판의 강도는 급격하게 감소하게 된다 이러한 좌굴현상은 선박구조 전체에 심각한 영향을 미치게 되는데 좌굴은 구조강도평가에 있어서 중요한 실계요소 중 한가지이다. 이 연구논문에서는 압축하중이 작용하고 있는 선체판에 대해서 면내하중 변화를 연구하였으며 제안된 면내하중식은 탄성 혹은 탄소성 영역에서 좀더 만족할만한 설계를 하는데 있어서 좀더 효율적이라고 판단된다.

Basically, ship structure consists of the plate members, and a strength of overall ship structurnds on the stiffness and strength of ship platings. If buckling which causes to deflect ship plate members occurs, the stiffness of ship plate markedly decreases, and thus buckling has a serious effect on the stiffness or strength of overall ship structure. Buckling is one of the most important design criteria when we scantle structure members. In the present study, a inplane rigidity of a compressed ship plate above buckling load is proposed. The proposed inplane rigidity is available in the elastic or elasto-Plastic ranges in order to can out a more efficient and reliable design.

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

이와같이 판두께가 얇아 짐에 따라 좌굴강도에 대한 새로운 개념을 도입하고자 하는 경향이 대두되고 있다. 따라서 분 연구에서는 기본적으로 면내압축하중을 받고 있는 상갑판이나 선저판을 대상으로 하여 최근 문제시되고 있는 좌굴강도와 좌굴 강도 후의 면내강성을 판의 지배방정식인 미분방정식으로부터 도출하여 선체에 미지는 좌굴후의 면내강성을 규명하고자 한다.
본 논문에서는 증분형의 해석외에 전체 처짐을 미지수로 하는 해석도 행하였다. 이 해석의 기초식은 증분의 가상변위를 생각하는 대신에 전변위의 가상변위를 생각해서 구하였匸卜.
상갑판이나 선저판의 면내강성을 알아 보기 위하여 선박에 가장 자주 사용되고 있는 판의 종횡비에 따른 면내강성에 대하여 알아 보고자 한匸卜. 선체판에 대하여 초기처짐이 없는 경우 좌굴후의 면내강성은 식(31)에 나타내고 있다.

제안 방법

이것은 좌굴이 발생한 이후에 면내강성이 크게 저하하게 됨을 알 수 있었으며 종횡비에 따라서 같은 모드 내에서도 면 내 강성이 크게 다름을 알 수 있다. 이 그림중에서 각 모드에서의 가장 높은 면내강성과 가장 낮은 면내강성을 서로 연결하여 최소자승법을 이용하여 다음과 같이 면내강성식을 도출하였다.
3은 정사각형판의 탄성선헝거동, 탄성대변헝거동, 리고 탄소성대변형거동에 있어서의 면내강성의 변화에 대하여 나타내고 있다. 여기서 탄소성대변형해석은 버 한유한요소해식프로二램인 ANSYS를 이용하어 해식하였다. 분 해식에 사용된 유한요소는 4설점을 가진 사각헝요소(Shell 181)을 사용하였으머 더욱 자세한 해식모델링에 대하여는 잠고문헌에 있기 때문이 여기서는 생략하기로 한다.
또한, 경계조건에 따룐 면내강성을 해식하기 위하여 4가지 경계조건에 대하어 탄소성대변형해석을 수행하였다. 분 연구에 사용된 경계조건은 첫 번째는 네 변이 단순지지(SS), 두 번째는 하중변은 단수지지이고 비하중변은 고정지지(SC), 세 번째는 비하중변은 고정지지이고 하중변은 단순지지(CS), 네 번째는 네 변 모두 고정지지(CC)이다.
대하어 탄소성대변형해석을 수행하였다. 분 연구에 사용된 경계조건은 첫 번째는 네 변이 단순지지(SS), 두 번째는 하중변은 단수지지이고 비하중변은 고정지지(SC), 세 번째는 비하중변은 고정지지이고 하중변은 단순지지(CS), 네 번째는 네 변 모두 고정지지(CC)이다. 이 네가지 경우의 층H식결과를 Fig.
변 연구에서는 선체의 상갑판과 선저판을 헝성하고 있는 판을 대상으로 하여 면내압축하중을 받고 있는 경우 면 내 강성을 알아보기 위하여 판을 지배하는 미분방정식으로부터 면 내 강성을 나타내는 식을 도출하였으며, 탄소성대변형해석을 위하여 범용 유한 요소 해식 프로그램인 ANSYS를 이용하여 면 내 강성을 구하여 다음과 같은 결론을 얻었다.

대상 데이터

Fig.l에 나타내는 바와 같이 4변이 직선을 유지하면서 X 방향에 면내압축하중을 받는 판을 대상으로 한다. 면외변헝에대해서는 단순지지되어 있다고 한다.

성능/효과

(1) 좌굴모드가 변하는 종횡비에서 판의 면내강성이 불연속적으로 변한다. 또한 같은 좌굴모드에서도 종횡비에 따라 면 내 강성이 다르게 나타남을 알 수 있었다.
(2) 판의 면내강성은 좌굴과 소성에 의하여 면내강성이 급격히 감소함을 알 수 있었고, 판구조물의 붕괴강도인 최종강도에서 면내강성이 제로가 됨을 알 수 있었다.
(3) 또한, 용접이나 절단에 의하여 생성되는 판의 초기 처짐에 의하여 면내강성이 크게 저하 됨을 알 수 있다.

후속연구

위와 같은 식으로부터 선박에 사용되고 있는 종횡비의 선체 판에 대하여 좌굴후의 면내강성을 구할 수 있으미 실계시 중요한 지침서로 활용이 가능할 것으로 판단된다.
따라서, 면내강성이 요구되는 선체 판에서는 초기처짐이 발생하지 않도록 절단이나 용접에 있어서 주의가 요망됨을 알 수 있다. 물룬, 어떠한 용접이나 절단에 있어서도 초기처짐이 필연적으로 선체판 두께의 10%정도는 발생하기 때문에 이에 맞는 선박실계가 필요하다. 면 내 강성이 요구되는 곳에서는 특히 종강도를 담당하는 거더 등에서는 절실한 강도계산이 요구된다.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

[국내논문] 압축하중을 받는 선체판의 좌굴후 면내강성에 관한 연구
A Study of the In-plane Rigidity of a Compressed Ship Plate above Buckling Load 원문보기

초록
AI-Helper

Abstract ▼ AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

후속연구

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

[국내논문] 압축하중을 받는 선체판의 좌굴후 면내강성에 관한 연구 A Study of the In-plane Rigidity of a Compressed Ship Plate above Buckling Load 원문보기

초록 AI-Helper

Abstract ▼ AI-Helper

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

후속연구

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

[국내논문] 압축하중을 받는 선체판의 좌굴후 면내강성에 관한 연구
A Study of the In-plane Rigidity of a Compressed Ship Plate above Buckling Load 원문보기

초록
AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper