Dynamic Simulation of a Shipbuilding Erection Crane based on Wire Rope Dynamics

A wire rope is comprised of several metal wires which are wound together like a helix and it can resist relatively large axial loads, as compared with bending and torsional loads. A shipbuilding crane for erection such as a floating crane, a gantry crane, and a crawler crane hoists up and down heavy blocks by using these wire ropes. Thus, it is necessary to find dynamic properties of a wire rope in order to safely lift the blocks using the crane. In this study, a formula for calculating the tension and torsional moment acting on wire ropes of the crane was derived based on the existing study, and then dynamic simulation of the crane was performed based on the formula. The result shows that the dynamic simulation can be applied to find the safe method for block erection of shipyards.

Wire Rope Dynamics 기반의 조선용 탑재 크레인 동역학 시뮬레이션

와이어 로프(wire rope)는 여러 가닥의 얇고 긴 철사를 감아서 밧줄과 같이 만든 것으로 굽힘과 비틀림 하중에 비해 축 하중에 더 크게 저항할 수 있는 특징을 가지고 있다. 해상 크레인, 갠트리 크레인, 크롤러 크레인 등과 같이 선박 또는 해양 구조물의 탑재를 위해 사용되는 조선용 탑재 크레인은 이러한 와이어 로프를 이용해 큰 중량의 블록들을 들거나 내리고 있다. 따라서 블록의 안전한 탑재를 위해서는 와이어 로프에 대한 동역학적 특성을 잘 파악해야 한다. 본 연구에서는 블록 탑재 시 크레인의 와이어 로프에 작용하는 장력과 비틀림 모멘트에 대한 계산식을 유도하고, 이를 기반으로 한 조선용 탑재 크레인의 동역학 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과, 개발된 시뮬레이션 방법이 실제 조선소의 안전한 블록 탑재 과정에 충분히 적용할 수 있음을 확인하였다.