• 대한조선학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.1-11
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• 1991

선체 외판은 다양한 곡률을 가진 곡면으로 이루어져 있으므로 선박설계, 선각생산을 위한 선형의 기하하적 모델링에 있어서 순정작업은 시간이 많이 소요되는 일이나 피할 수 없는 작업이다. 본 논문에서는 교차순정법의 지루한 작업을 극복할 수 있는 수학적 순정법인 직접순정법을 제시하였다. 선체외판의 곡면표현을 위하여 3차의 B-spline 곡면식이 사용되었다. 순정작업은 외판의 변형에너지를 최소화하는 방법으로 수행되었다. 선체외판의 순정도 판정을 위하여 Gaussian 곡률과 판의 변형에너지의 값을 색상을 통하여 가시화 하였다. 순정작업에 의한 곡면모델로부터 산출된 선형의 기하학적 정보는 기본설계계산, 선각생산 등 선형과 관련된 전산시스템에 활용될 수 있도록 정보연계에 이용되었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제48권6호
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• pp.509-515
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• 2011

The radar cross section (RCS) of warships is a crucial design factor to improve the survivability in terms of not only low observablity of the platform but also efficiency of on-board sensors and jamming devices against enemy threat. In design stage, numerical models are generated in order to quantitatively assess RCS, of which hull surfaces are modeled with the finite number of the flat plate. However, in practice, hull surfaces are permanently deformed by various kinds of loads such as winds and ocean waves faced during operations. In this paper, the effect of these shell plate deformation to RCS is numerically investigated. For this purpose, RCS calculations are carried out for various kinds of numerical models, such as single plates, dihedrals, large-sized undulate plates, and virtual warships, with some extent of permanent deformation. The results are compared with those of corresponding models without permanent deformation. It is concluded that the permanent deformation of hull surface highly influences RCS characteristics of warships, therefore they should be considered in the RCS analysis.

• 한국지능정보시스템학회:학술대회논문집
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• 한국지능정보시스템학회 2007년도 추계학술대회
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• pp.570-578
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• 2007

선체 외판 부재의 곡 성형 과정은 주로 가열(열간가공)에 의해 수행된다. 이 가열 작업은 작업자의 경험과 지식에 크게 의존하는 매우 어려운 작업이다. 본 논문에서는 선체 외판의 곡 성형을 위한 가열 계획을 자동으로 수립할 수 있는 휴리스틱을 소개한다. 현장 전문가의 지식에 기반한 이 휴리스틱은 크게 가열 선을 생성하는 부분과 외력을 주는 도구를 배치하는 부분으로 구성된다. 가열 선은 대상 부재의 현재 곡면과 설계된 목적곡면과의 비교를 통해 생성되고, 가우스 커널 함수를 통해 스무딩(smoothing)된다. 현장에서는 열간가공 시 의도하지 않은 변형을 막으면서 작업시간을 줄이고자 외력을 이용한다. 외력의 위치와 방향은 가열 선 군집화를 통해 추출된 대표 가열 선을 기준으로 결정된다. 가상의 인공 곡면과 현장의 실제 부재를 대상으로 실험한 결과, 이 휴리스틱이 숙련된 전문가가 수립한 가열 계획과 유사한 가열 계획을 수립할 수 있음을 확인하였다.

• 선박안전
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• 제5권
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• pp.10-19
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• 2000

소형어선이나 일반적인 활주형선형은 부분적인 형상 수정을 거치게 되면 3차원 곡면으로 이루어진 선체의 외판을 2차원 평면상에 전개하여 표현할 수 있다는 특성을 가지고 있다. 이러한 점을 활용하여 전개도형에 따라서 제작된 얇은 FRP 판재를 선 요소들로 정의된 형틀 상에서 변형시켜 선체의 형상을 만들고 그 내부에 추가로 FRP를 적층 함으로서 선체를 완성하는 방법을 제안하고자 한다.

• 한국항해항만학회지
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• 제33권1호
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• pp.27-33
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• 2009

압축하중 및 횡하중의 조합하중을 받는 연속 보강판넬의 좌굴강도 및 최종강도의 평가는 선체구조 안정성을 재고하는데 아주 중요한 요소이다. 예를들면, 선박의 공창 상태에서 선체외판은 수압하중에 의해서 파생되는 횡방향 면내 압축하중과 선체외판에 작용하는 횡하중은 대표적인 하중 성분이다. 지금까지의 대부분의 연구 결과들은 실험테스트 및 이론석인 접근 그리고 수치계산 방법에 의해서 수행되었으며, 단일 판 또는 보강판의 조합하중에 대한 많은 업적들이 있다. 그러나, 이들 중 대부분의 연구는 종방향 면내 압축하중과 횡하중에 의한 연구결과가 대부분이며, 횡방항 면내 압축하중과 횡하중에 대한 결과들은 상대적으로 많지가 않다. 게다가 이전의 연구들은 주고 네변 단순지지된 판부재를 고려하였으나, 실제의 구조를 고려해보면, 횡방향 프레임과 종방향 거더들이 교차되어 있는 보강 판넬 구조이다. 본 연구는, 3척의 실적선에서 얻은 이중저 판넬 모델을 적용하고, 횡하중의 크기를 변수로 한 탄소성대변형 유한요소해석을 수행하였다. 이러한 여러 가지 수치 해석을 통하여, 횡하중의 크기 변화에 대한 영향과 횡방향 압축하중이 작용하는 붕괴 매커니즘에 대해서 고찰하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제38권4호
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• pp.66-74
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• 2001

선체 외판 제작을 위한 곡가공은 조선에 있어서 필수적인 공정이다. 프레스를 이용한 냉간가공과 가스토치를 이용한 열간가공이 주를 이루는데, 특히 숙련된 기능공의 작업 경험에 전적으로 의존하는 열간가공 공정에 대한 자동화 요구가 증대되어 국내외적으로 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구는 향후 삼각가열에 대한 효율적인 변형해석 기법을 개발하기 위한 기초 연구로서 삼각가열에 의한 판의 변형특성과 그 주요인자를 파악하고자 하였다. 실제 조선소에서 현장조건 그대로 Jang 등(2001)이 실시한 일련의 삼각가열 실험 결과를 토대로 열탄소성 해석을 위한 수치해석 모델을 개발하고 상용 구조해석 프로그램인 ANSYS를 이용하여 삼각가열에 의한 판의 변형을 시뮬레이션하였다. 또한, 총 투입 열량이 같은 경우 선상가열과 삼각가열에 의한 변형 양상을 비교하여 각 가열법에 따른 변형 특성을 보다 명확히 하였다. 마지막으로, 단위부피당 투입열량에 따른 각 변형 성분의 변화 특성을 살펴보았다.

• 대한조선학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.142-149
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• 1996

선체 외관을 이루는 판부재 중에서 일차곡만을 가진 부품은 피라미드 형의 롤러 굽힘장치를 이용하여 제작한다. 일차곡 부재를 생산하기 위한 공정에서 가장 중요한 작업 변수는 중앙 롤러의 수직변위값이다. 본 연구에서는 이러한 굽힘 현상을 보의 탄소성 굽힘현상으로 모델링하여 해석해를 구하였으며, 엄밀한 역학적 이해를 위하여 유한요소해석법을 이용하여 굽힘현상을 해석하였다. 해석을 통하여 일정한 굽힘 곡률을 얻기 위한 중앙 롤러의 수직변위 값을 계산하였으며, 유한요소해석법은 보 요소와 평면변형율 요소를 이용하여 모델링하고 각각의 경우에 대한 해석을 수행하였으며 이 결과를 해석해와 비교하였다. 계산을 통하여 판에 가해야 할 굽힘곡률과 중앙롤러의 수직변위 사이의 관계를 도출하였으며 일차곡가공의 중요한 작업변수인 중앙롤러의 수직변위와 잔류곡률상의 관계를 수치 데이터로써 정식화 하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제38권2호
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• pp.62-70
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• 2001

선체 외판은 복잡한 3차원 곡면 형상이며 이의 제작을 위한 곡가공은 조선에 있어서 필수적인 공정이다. 곡가공 공정은 주된 1차곡 성형을 위한 프레스 공정과 2차 이상의 나머지 곡 성형을 위한 열간가공 공정으로 이루어진다. 특히 전체 작업량의 50% 이상을 점하는 열간가공 공정은 숙련된 기능공의 작업 경험에 전적으로 의존하고 있다. 이의 자동화를 위한 많은 연구가 있었으나 최근까지의 연구는 주로 선상가열에 한정되어 있으며 삼각가열에 대한 연구는 극히 미미한 실정이다. 본 연구는 향후 삼각가열에 대한 효율적인 변형해석 기법을 개발하기 위한 기초 연구로서 삼각가열에 의한 판의 변형특성을 명확히 하는데 그 주안점을 두었다. 우선, 실제 조선소에서 현장조건 그대로 일련의 선가열 및 삼각가열 실험을 수행하여 각각의 변형특성을 비교 분석하였으며 상변태온도 이상의 고온영역을 확인함으로써 그 변형특성을 합리적으로 해명하였다. 또한, 가열시편에 대한 물리시험을 통해 현재 조선소에서 행해지는 열간가공 방법이 선각재료의 성질 변화에 미치는 영향을 검토하였다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.58-58
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• 2009

선박의 선체부분인 선수, 선미 등을 이루고 있는 곡형 외판의 제작은 강판을 원하는 형상으로 성형하기 위하여 벤딩롤러 및 유압프레스를 이용한 냉간가공과 산소-프로판가스 화염을 적용한 선상가열, 삼각가열을 이용한 열간가공으로 크게 구분할 수 있다. 선상가열을 이용한 곡면가공의 원리는 가열토치를 이용하여 강판을 가열하면 가열부는 팽창하게 되고 냉각시에는 수축하게 된다. 이 때 두께방향으로의 소성변형으로 인한 수축량의 차이로 인해 굽혀지게 된다. 최근에는 선박이 고기능 및 대형화로 인해 3차원 곡형 외판 형상이 복잡해지고, 강도를 향상시키기 위하여 합금원소(C, Nb, V, Ti)를 첨가하거나 열처리(노말라이징)를 이용한 고장력강재인 중후판의 적용이 증가하고 있다. 이러한 고강도강재를 선상가열공정으로 제작한 곡형 외판재는 가열, 냉각의 열사이클로 인해 취화되어 인성이 저하 될 수 있다. 본 연구에서는 Normalizing 열처리재인 490MPa급 강재를 이용하여, 현장에서 작업자의 미숙련으로 인해 발생 할 수 있는 최대의 가혹한 조건과 재질에 큰 영향을 미치지 않는 범위를 선정하여 선상가열시의 가열, 냉각조건에 따른 강재의 재질특성을 조사하고자 한다. 이를 위해 가열시 가열부위의 정확한 온도 측정에 역점을 두었으며, 각각 다른 선상가열 조건에 따른 시편을 제작하기 위하여 선상가열 실험장치를 제작하였다. 선상가열 실험 결과 최고가열온도 $1300^{\circ}C,\;950^{\circ}C$에서 수냉 조건인 경우 급격한 인성저하 현상이 발생하며 비록 공냉이라 하더라도 결정립 조대화로 인성 저하가 발생하였다. $800^{\circ}C$가열 후 수냉개시온도를 $700^{\circ}C$이하로 수냉한 경우에는 인성 저하 현상이 개선되고 있음을 알 수 있다.

• 대한조선학회논문집
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• 제36권4호
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• pp.116-127
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• 1999

선체 외판의 곡가공에 사용되는 선상가열법은 역학적으로 대변형 열탄소성 문제라 할 수 있으며 문제의 난해함으로 인해 자동화 기술의 개발에 큰 어려움이 따르고 있다. 이의 해소를 위한 한 방법으로 장 등[1]은 선상가열에 의한 판의 변형을 효율적으로 계산하기 위한 간이 열탄소성 해석기법을 제안한 바 있다. 본 논문에서는 이를 개선하여 온도하강 과정에서의 인장항복을 고려한 새로운 해석기법을 제시하고 실험 결과와 비교 검증하였다. 또한 열탄소성 해석에 의해 구해진 고유변형도가 초기변형도로서 존재하는 탄성 대변형 문제를 다루기 위해 MITC4 응축 쉘요소를 이용한 FEA 프로그램을 구현하였다. 제안된 방법은 곡가공 자동화를 위한 변형의 예측 및 제어에 유용하게 사용될 수 있다.