압축하중을 받는 유공보강판 구조의 최종강도 설계식 개발

• 영문명: Development of Designed Fomulae for Predicting Ultimate Strength of the Perforated Stiffened Plate subjected to Axial Compressive Loading
• 발행기관: 한국항해항만학회
• 저자명: 박주신(Joo-Shin Park) 고재용(Jae-Yong Ko) 이경환(Kyung-Hwan Lee)
• 간행물 정보: 『한국항해항만학회지』제31권 제5호, 435~445쪽, 전체 11쪽
• 주제분류: 공학 > 해양공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2007.06.30

국문 초록

선채는 기본적으로 앓은 판부재들의 조합으로 구성되어 있으며 이들 중 상당수는 유공을 가진 유공판(Perforated plate)으로 이루어져있다. 선체에 설치된 유공판으로서는 선체 상갑판 해치(하역시설로 사용)， 선저부의 거더와 플로어(중량경감과 선박 건조 및 검사시 통로확보용)， 다이어프램(중량경감 및 파이프 관통의 목적)등이 있다. 이틀 유공판에 압축하중이 작용하면 좌굴과 최종강도 특성이 크게 변화할 뿐만 아니라 수반되는 면내응력도 재 분포하게 되어 심각한 문제를 발생한다. 본 연구에서는 실선에서 사용 중인 유공보강판의 모델을 조사하여 비선형 유한요소법 (ANSYS)을 사용하여 종방향 압축하중이 작용하는 경우에 대해서 유공비， 웹 치수， 웹 두께 그리고 보강재 단연을 변화시켜가며， 최종강도 시리즈 해석을 수행하고， 최종강도 예측 설계식을 제안하였으며， 식의 정도성을 검증하기 위하여 유한요소해석 결과와 비교하여 정도를 확인 하였다， 제안된 설계식은 초기구조설계 시 유공보강판의 최종강도 계산에 유용하게 사용되리라 판단된다.

영문 초록

Ship structures are thin-walled structures and lots of cutouts, for example， at inner bottom structure, girder, upper deck hatch, floor and dia-frame etc. In the case where a plate has a cutout it experiences reduced buckling and ultimate strength and at the same time the in-plane stress under compressive load produced by hull girder bending will be redistributed In the present paper, we investigated several kinds of perforated stiffened model from actual ship structure and series of elasto-plastic large deflection analyses were performed to investigate into the influence of perforation on the buckling and ultimate strength of the perforated stiffened plate varying the cutout ratio, web height, thickness and type of cross-section by commercial FEA program(ANSYS) Closed-form formulas for predicting the ultimate strength of the perforated stiffened plate are empirically derived by curve fitting based on the Finite Element Analysis results. These formulas are used to evaluate the ultimate strength, which showed good correlations with FEM results. These results will be useful for evaluating the ultimate strength of the perforated stiffened plate in the preliminary design.

목차

1. 서 론

2. 유공보강판 해석모델

3. 최종강도 유한요소 시리즈해석

4. 결 론

키워드

유공판 유공보강판 최종강도 유공비 좌굴 면내응력 Perforated Plate Perforated Stiffened Plate Ultimate Strength Cutout ratio Buckling In-plane Stress