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문제 정의
- 본 논문에서는 헬리데크 구조물의 피로 건전성 평가 및 설계를 다루었다. H-beam 지지구조물로 설계 시, 대상 하중에 대하여강축 지배적인 설계가 이루어져야 한다.
- 본 연구에서는, FPSO의 운동에 의한 관성하중과 헬리콥터 의이착륙 하중을 적용하여 피로 건전성을 평가하였다. Table 8과 같이, 헬리데크 상부구조에 대해서는 이착륙 하중의 피로 영향도가 관성하중의 피로 영향도 보다 큰 것으로 판단되고, 헬리데크지지 구조에 대해서는 관성하중의 피로 영향도가 이착륙 하중의 피로 영향도 보다 큰 것으로 판단된다.
- 용접결합이 이루어지는 부재간의 두께가 다르거나 용접단면의 얼라인먼트가 일치하지 않은 상태에서 전체 구조물에 하중이 발생하면 편심에 의한 응력집중 현상이 야기 된다. 본 연구에서는, 피로평가 시 형상에 의한 응력집중 영향뿐 아니라, 용접 부재간의 편심에 의한 응력집중 영향을 고려하였다. 용접 형상은 크게, butt weld 와 cruiciformweld로 나뉜다.
- 본 장에서는 피로 건전성 평가 대상이 되는 헬리데크 구조물의 특징을 소개하고, 대상 구조물의 피로 평가를 위한 구조 건전성 연구 절차를 소개하고, 주요 연구 결과를 나타내었다.
- 이에 본 논문에서는 환경하중과 헬리콥터의 이착륙하중을 동시 고려한 피로 건전성 연구, 용접결합 부재 간의 편심으로 인한 응력집중을 고려한 피로 건전성 연구, 헬리데크 구조물과 헬리데크 지지구조물간의 부재 용접결합 방법의 차이에 따른 피로 영향도 비교 연구, 구조물의 해당 위치별 지배적인 하중의 정의의 연구들을 수행하였다.
가설 설정
- 선정된 이착륙 하중에 의한 피로 평가를 위해, 해석 시나리오를 다음과같이 선정하였다. Fig. 2와 같이, 설계 헬리콥터가 헬리데크 구조물 내 22 곳의 위치에 FPSO의 설계 운용 기간 동안 동일한발생 확률로 이착륙을 진행한다는 가정하에 해석을 진행하였다. 피로 평가를 통한 해석 시, 보수적인 평가를 위하여 선정된 이착륙 하중은 헬리콥터의 뒷 두 바퀴의 위치에만 적용하였다.
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