실선 계측에 의한 수중익 강도 평가

Evaluation of Foil Strength by Full Scale Strain Measurement

장거리 고속 수중익 쌍동 여객선의 실선 시운전중에 실시한 응력 계측과 분석방법에 대하여 기술하고자 한다. 고속 쌍동선에 설치된 수중익의 중앙부 스트럿부재에 응력 게이지를 부착하여 항해중인 선체에 작용하는 양력과 파랑 변동하중에 의하여 나타나는 수중익 응력을 계측하였으며 이로부터 수중익의 부재력과 수중익에 작용하는 동적하중을 평가하였다. 계측된 수중익 응력의 크기 성분 분포로부터 선박의 예정 취항 해역에서 선박의 수명 동안 나타날 수 있는 최대 기대 응력값과 수중익 양력을 장 단기 해석을 수행하여 추정하였다. 본 계측의 분석에서 채택한 장 단기 해석에서는 서로 유사한 결과를 얻을 수 있었으며 추정된 수중익의 최대 기대 응력값을 수중익 재료의 항복응력과 비교하므로서 본 쌍동선 수중익 구조의 안전성을 검증하고 최대 기대 수중익 양력을 설계에 적용된 하중변수와 비교하므로서 설계 과정에서 채택한 하중 연수의 타당성을 확인하였다. 본 연구에서 제안된 계측 방법과 데이타 분석 과정은 실선계측 자료를 효과적으로 설계에 활용할 수 있게 한다.

The procedure and the results of the full scale strain measurement of the long-range high-speed foil catamaran are described. The wave induced stresses at the center struts of the foils were measured during the sea trials in order to evaluate the hydrodynamic force acting on the foils and to verify the structural safety of the foil structures. From the statistical properties of the measured response of the stress, the most probable maximum values of the lift force and the stresses at the foils in service life of the ship are predicted and compared with the design parameters of the foils which were applied in the design of the subject ship. The available prediction processes of the measured stress are studied and the results of the applied processes are compared with each other.