관통구를 갖는 판구조물의 강도평가 방법에 관한 연구

김을년; 장준태

doi:10.3744/SNAK.2017.54.6.476

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김을년 (현대중공업) 장준태 (라온엑스솔루션즈)

저널정보: 대한조선학회 대한조선학회 논문집 대한조선학회논문집 제54권 제6호(통권 제216호)

발행연도: 2017.12

수록면: 476 - 484 (9page)

DOI: 10.3744/SNAK.2017.54.6.476

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The purpose of this paper is to verify the structural integrity of a region with numerous penetration-holes in offshore structures such as semi-submersible rig and FPSO. In order to effectively check the yielding and buckling strength of plate members with penetration-holes, a screening analysis program was developed with the FE analysis tool to generate fine meshed model using the theoretical and analysis methods. When a hole is appeared in the plate structure members, the flow of stress is altered such that concentrations of stress form near the hole. Stress concentrations are of concern during both preliminary and detail design and need to be addressed from the perspectives of strength. To configure the geometrical shape, very fine meshed FE analysis is needed as the most accurate method. However, this method is practically impossible to apply for the strength verifications for all perforated plates. In this paper, screening analysis method was introduced to reduce analysis tasks prior to detailed FE analysis. This method is applied to not only the peak stress calculation combined stress concentration factor with nominal stress but also nominal equivalent stress calculation considering cutout effects. The areas investigated by very fine meshed analysis were to be chosen through screening analysis without any reinforcements for penetration-holes. If screening analysis results did not satisfy the acceptance criteria, direct FE analysis method as the 2nd step approach were applied with one of the coarse meshed model considering hole or with the very fine meshed model considering the hole shape and size. In order to effectively perform the local fine meshed analysis, automatic model generating program was developed based on the MSC/PATRAN which is pre-post FE analysis program. Buckling strength was also evaluated by Common Structure Rule (CSR) adopted by IACS as the stress obtained from very fine meshed FE analysis. Due to development of the screening analysis program and automatic FE modeling program, it was able to reduce the design periods and structural analysis costs.

#Screening analysis(선별검사 해석) #Penetration-hole(관통구) #Stress concentration(응력집중) #Yielding strength(항복강도) #Buckling strength(좌굴강도) #Offshore structure(해양 구조물) #Finite element analysis(유한요소 해석)

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Det Norske Veritas (DNV), 2012a. Structural design of offshore. DNV-OS-C102, Norway Oslo: DNV Det Norske Veritas (DNV), 2012b. Fatigue design of offshore steel structures. DNV-RP-C203, Norway Oslo: DNV International Association of Classification Societies (IACS), 2015. Common structural rules for bulk carriers and oil tankers. [Online] (Update January 2015) Available at : http://www.iacs.org.uk/ [Accessed May 2016]. Kim, U. N. Choe, I. H. Kwon, J. C. & Paik, J. K., 2010. A study on the buckling strength of plate panels with opening. Journal of the Society of Naval Architects of Korea, 47(2), pp.210-224. MSC/NASTRAN, 2005. Quick reference guide. Tokyo, Japan: MSC Software Simulating Reality.

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