초록 ▼

본 총괄과제에서는 고속쌍동선의 구조설계를 보다 합리적으로 수행할 수 있도록 구조설계하중과 동적구조 응답해석, 피로강도 해석, 구조적 신뢰성해석과 설계에의 응용에 관한 연구를 수행하였으며 그 내용은 다음과 같다. - 구조설계하중과 동적구조 응답해석 : 현재의 고속선 구조 설계과정의 문제점을 도출하기 위해 현재 가장 많이 쓰이고 있는 DnV와 Lioyd 규정의 비교 작업을 수행하였다. 또한 선박이 고속화되면 슬래밍과 같은 충격압력, 충돌과 같은 속도질량 충격하중이 작용될 가능성이 저,중속의 경우보다 더 높게 되는데 이 문제를 수월히

본 총괄과제에서는 고속쌍동선의 구조설계를 보다 합리적으로 수행할 수 있도록 구조설계하중과 동적구조 응답해석, 피로강도 해석, 구조적 신뢰성해석과 설계에의 응용에 관한 연구를 수행하였으며 그 내용은 다음과 같다. - 구조설계하중과 동적구조 응답해석 : 현재의 고속선 구조 설계과정의 문제점을 도출하기 위해 현재 가장 많이 쓰이고 있는 DnV와 Lioyd 규정의 비교 작업을 수행하였다. 또한 선박이 고속화되면 슬래밍과 같은 충격압력, 충돌과 같은 속도질량 충격하중이 작용될 가능성이 저,중속의 경우보다 더 높게 되는데 이 문제를 수월히 설계과정에서 고려하는데 도움이 될 충격을 받는 판구조 간이해석법을 개발하였다. 그리고 충돌 문제를 실험적으로 연구할 수 있도록 스프링/콘베이어형 충돌실험 장치를 설계,제작하고 이를 사용하여 판의 충돌실험을 수행하였다. - 피로강도 해석 : 쌍동선의 구조설계에 적용할 수 있는 스펙트럼 피로강도 해석법을 개발하였다. 이 방법은 종래의 피로해석법에서 불확실성이 높은 부분인 응력범위의 크기와 그에 대한 장기분포의 추정법을 크게 개선한 것으로 실해역에 대한 운동해석과 파랑하중을 스트립이론을 이용하여 추정하고 그 결과로부터 구조해석을 수행하고 이에 대한 장기해석을 통하여 정도가 높은 응력범위의 분포를 추정하였다. 이 과정에서 유한요소법을 이용한 구조해석의 효율성을 높여 피로강도해석의 전과정이 짧은 시간동안에 수행가능토록 하였다. - 구조적 신뢰성해석과 설계에의 응용 : 배수량이 1,200ton이고 설계속력이 50노트인 중형 고속쌍동선의 구조적 안전성 평가와 설계에의 적용에 대한 내용을 주로 다루었다. 안전성 평가방법으로서는 설계변수들의 불확실성 특성을 합리적으로 반영할 수 있는 Advanced Level-II Method를 적용하여 대상 쌍동선 구조의 확률적 안전성 해석을 수행하였다. 구조 안전성 평가는 선각과 주요 국부구조부재에 대하여 수행하였으며, 상대적으로 낮은 안전성을 갖는 구조부재에 대해 치수를 변경하고 다시 안전성 평가를 수행하는 내용을 포함하였다.

Abstract ▼

In aiming to rationally design the structures of high-speed catamarans various analyses have been performed and several methods have been developed for structural loadings, impact responses, fatique strengths, and structural reliability in this study. - Structural Loadings and Impact Response Analy

In aiming to rationally design the structures of high-speed catamarans various analyses have been performed and several methods have been developed for structural loadings, impact responses, fatique strengths, and structural reliability in this study. - Structural Loadings and Impact Response Analysis : Comparison of DnV and Lloyd rules has shown that there are big difference in estimating the disign loads but very little differences in the scantlings of structural members finally obtained. A simplified impact analysis method has been developed for plated structures and a novel collision testing machine of spring/roller conveyer type has been designed. Using this machine twelve plate collision tests have been conducted. - Fatigue Strength : A spectra fatigue analysis method has been developed for catamaran structures. When using this method stress ranges and their long term estimation can be more accurately predicted. The strip theory has been adopted to calculate the wave forces in the route and these forces are applied to the structure in finite element analyses. By saving the amount of computations in performing structural analysis, the proposed fatigue analysis method is more efficient than others. - Structural Reliability Analysis and Its Application to Design : The Advanced Level-II Reliability Analysis Method has been applied to 1,200ton class high-speed catamaran of 50 knots. Structural safety evaluations have been performed for global longitudinal and transeverse strength of the ship and those for local structural members are followed. Based upon the reliability analysis results the scantlings of some members having low reliability indices have been increased to satisfy the design criteria.

목차 Contents

• 제 1 장 서 론...8
• 제 2 장 연구 방법...10
• 제 1 절 설계하증과 동적구조 응답해석...10
• 제 2 절 피로강도 해석...12
• 제 3 절 구조적 신뢰성해석과 설계에의 응용...14
• 제 3 장 결과 및 고찰...14
• 제 1 절 설계하중과 동적구조 응답해석...16
• 제 2 절 피로강도 해석...16
• 제 3 절 구조적 신뢰성해석과 설계에의 응용...19
• 제 4 장 결 론...19
• 제 5 장 참고문헌...23
• 제1 세부목차...25
• 제 1 장 서론...26
• 제 1 절 일반...26
• 제 2 절 연구 내용과 범위...29
• 제 2 장 연구 내용...32
• 제 1 절 고속선 구조설계 규정 및 비교...32
• 제 2 절 추격하중을 받는 판구조의 간이해석법 개발...40
• 제 3 절 충돌실험 창치의 설계 및 제작...56
• 제 4 절 판의 충돌실험...62
• 제 3 장 결과 및 고찰...64
• 제 1 절 고속선 구조설계 규정의 비교...64
• 제 2 절 충격하중을 받는 판구조의 동적 간이해석법 개발...64
• 제 3 절 충돌실험장치와 판의 충돌 실험...73
• 제 4 장 결론...88
• 제 5장 참고 문헌...90
• 제2 세부목차...93
• 제 1 장 서론...94
• 제 1 절 일반...94
• 제 2 절 피로강도 해석시스템 개요...96
• 제 2 장 연구 방법...99
• 제 1 절 스펙트럼 피로해석...99
• 제 2 절 피로강도 모델...102
• 제 3 장 결과...105
• 제 1 절 운동응답 및 파랑하중의 해석...105
• 제 2 절 응력 범위 전달 함수...112
• 제 3 절 응력범위의 단기분포 및 장기분포...116
• 제 4 절 피로손상의 추정...120
• 제 4 장 고 찰...123
• 제 1 절 대 상 선 박...123
• 제 2 절 파랑하중해석 결과의 검토...124
• 제 3 절 구조해석 결과...147
• 제 4 절 응력범위의 장기분포 계산결과...161
• 제 5 절 피로손상율 계산결과...166
• 제 5 장 결론...168
• 제 6 장 참고 문헌...170
• 제3 세부목차...175
• 제 1 장 서론...176
• 제 2 장 연구 방법...178
• 제 1 절 쌍등선 모델...178
• 제 2 절 최종강도 모델과 안전여유식...182
• 제 3 절 하중 계산...205
• 제 3 장 결과 및 고찰...213
• 제 1 절 하중 계산 결과...213
• 제 2 절 안전성 평가 결과...221
• 제 3 절 재설계와 신뢰성 해석...234
• 제 4 장 결론...239
• 제 5 장 참고 문헌...241
• 부 록 구조신뢰성 해석 프로그램...244