• 한국항해항만학회지
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• 제35권10호
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• pp.823-827
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• 2011

2016년 7월부터 강제 적용 예정인 목표기반 선박건조 기준(GBS)의 설계단계의 기능요건 중 잔류강도 평가 부분은 현재의 유조선설계, 건조 규칙인 공통구조규칙에는 아직 포함되어 있지 않은 실정이다. 기능요건에 포함된 잔류강도 부분은 충돌이나 좌초와 같은 해상사고시 발생가능한 선체손상을 고려하여 강도측면의 제한조건을 규정함으로써 사고시에도 일정부분 선박의 안전을 확보하려는 것이다. GBS에서 주로 다루고 있는 위험도에 근거하여 잔류강도를 평가하기 위해서는 다양한 손상에 대한 광범위한 평가 작업이 필요하다. 이때, 매번 비선형 유한요소해석을 수행하기보다 선체구조를 보강판 요소의 집합으로 보는 간이화된 강도 해석법의 하나인 Smith법이 유용할 것이다. 본 연구에서는 좌초사고로 인해 선저가 손상된 경우를 대상으로 Smith법을 적용하여 최종강도 평가를 수행하였으며, 3개의 화물창 구역을 모델링하여 수행한 비선형 구조해석 결과와의 비교를 통해 Smith법을 적용한 결과의 정도를 확인하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제32권3호
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• pp.107-115
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• 1995

본 연구에서는 선체 구조설계자가 초기설계단계에서 선각거어더의 최종 또는 잔류 종강도를 쉽게 평가할 수 있는 시스템을 SUN4 워크스테이션의 Open-Window상에 구축하였다. 즉, 현재 기본적으로 이루어지고 있는 탄성 단면계수 계산을 위한 입력정보만을 사용하여 최종 종강도 계산이 가능하도록 하기 위하여 최종종강도를 평가할 수 있는 기존의 여러 방법들을 살펴보고, 실선과 모형 Box-Girder들의 수치해석 및 실험결과들에 적용하여 비교적 유용한 방법을 선정하였다. 선정된 식 및 조사된 몇가지 식을 선각 거어더의 탄성 또는 완전소성단면계수 계산과정과 연결하여 선체가 건전한 상태(Intact Condition) 혹은 좌초나 충돌등에 의하여 손상을 받았을 때(Damaged Condition)의 최종 또는 잔류강도를 계산할 수 있게 하였다. 또한 사용자의 편리를 위하여 이 흐름을 마우스버튼을 사용하는 화면운용체계하에서 작업이 이루어지도록 구성하였으며, 3차원 그래픽환경을 구축하여 종강도 구조부재의 만성 또는 완전소성 응력상태를 제시하게 하였다. 마지막으로 개발시스템은 여러 형태의 실제 건조선박(약 20척)에 적용하여 최종 종강도평가를 수행하고 그들 분포특성 및 구조가 취약한 선박등을 파악하였으며, 설계 종굽힘모우먼트에 대해 새깅 및 호깅상태 모두 평균적으로 약 2배가 되는 최종 종굽힘모우먼트를 가지고 있음을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권4호
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• pp.413-421
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• 2010

본 연구에서는 실제 용접 과정을 모사하는 유한요소 해석을 이용하여 강도 불일치를 가지는 매설 천연가스 배관 용접부의 잔류응력 분포를 계산한다. 유한요소 해석 절차의 타당성을 검증하기 위해 온도 및 잔류응력 해석 결과들은 실제 용융부 형상과 API 579 적용 결과와 비교된다. 기계적 강도 차이, 용접 금속의 강도, 덧살 및 입열량 등과 같은 용접 및 재료 변수들이 잔류응력 분포에 미치는 영향을 평가하기 위해 Parametric Study가 수행된다. 최종적으로 Parametric Study 결과에 근거하여 용접 및 재료 변수들의 영향이 고찰된다. 특히, 모재들 사이의 강도 불일치는 잔류응력 분포에 미미한 영향을 미침을 확인하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 추계학술발표대회
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• pp.39.2-39.2
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• 2011

7075알루미늄 합금은 기계적 강도가 가장 높은 고강도 합금으로 열처리 공정이 반드시 필요하다. 그러나 열처리 공정 중 재료의 두께에 따른 내부 온도의 차이로 인한 잔류응력이 발생하여 최종 제품의 치수에 변화를 일으켜 제품 생산에 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서 극저온 열처리 공정을 통하여 야기되는 7075알루미늄 합금의 기계적 특성 및 미세조직에 관하여 연구하였다. 7075 알루미늄 합금은 석출경화를 통한 강화가 이루어지며, 석출경화를 위해서 용체화 처리를 하여 인공시효를 하는 기존 공정과 비교하여 극저온 열처리 공정은 두 개의 추가적인 단계를 가지고 있다. 첫 번째 단계는 -196도의 액체 질소 속에 샘플을 극저온 ��칭을 하는 단계이고, 두 번째 단계는 샘플의 온도를 급격하게 올리는 up-hill quenching이다. 잔류응력은 X-ray diffraction을 이용한 $sin2{\psi}$ 방법으로 측정되었다. 극저온 열처리 후 기계적 특성을 평가하기 위하여 vickers hardness를 측정하였으며 미세 조직의 특성을 파악하기 위하여 EBSD와 TEM을 이용하여 평가하였다.

• 한국항만학회지
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• 제14권3호
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• pp.331-340
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• 2000

For the rational and economic design of the structural elements of ships which is built using welding, the ultimate strength analyses of the plates having initial imperfections, such as welding residual stresses and strains, are needful. The welding deformation usually relied on approximative equations or based on expert's experience. But in this paper, for the thermal elasto-plastic analysis of plates, the finite element analysis was performed, based on initial strain method. In formulating the incremental analysis, unbalanced force terns were included. In the plastic domain during the incremental process, the 2nd order terns stress increment and yield stress increment were considered, so that time increment could be controlled for a more stable solution. The ultimate strength analysis program of the plates having initial imperfections was made. The ultimate strength analysis was carried out based on the results of the welding deformations of this paper. In the ultimate strength analysis the Rayleigh-Ritz method based on the minimum potential theory was used.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.139-143
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• 2001

Ring-stiffened cylinders are widely used as the pressure hull of submarines and underwater vehicles. For large ring-stiffened cylinders cylindrical shells are fbricated by cold rolling of flat plates and then welding of curved shells. After forming cylinders ring-stiffeners are welded on th the cylinders. Due to these cold roiling and welding initial shape imperfections and residual stresses exists in fabricated ring-stiffened cylinders. It is well known that the initial shape and material imperfections affect the ultimate strength of ring-stiffened cylinders significantly. In this paper previous researches on the effects of initial shape imperfections and residual stresses are briefly reviewed Recently a numerical analysis computer program was developed to predict the ultimate strength of ring-stiffened cylinders subjected to hydrostatic pressure, which is based on the Dynamic Relaxation technique. This program was employed to numerically investigate those effects. The numerical predictions were substantiated with relevant experimental results.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권6호
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• pp.169-176
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• 2021

본 연구에서는 고온가열 이후의 탄소 보강근의 잔류 부착 강도 평가를 위하여 상온, 150℃에 따른 부착실험을 수행하였으며, 탄소 보강근과의 비교를 위한 D10 및 D13 철근도 고온 가열한 이후 잔류 부착 강도를 평가하였다. 실험 결과, 150℃ 가열 이후 탄소 보강근의 부착 강도는 상온 대비 약 9.94% 감소하였다. 반면 가열 이후 D10 철근 및 D13 철근 모두 탄소 보강근 대비 부착 강도 감소율이 적게 나타났다. 또한 온도 가열 이후 최대부착 강도에서 발생한 슬립도 탄소 보강근과 철근 모두 줄어드는 경향을 보였다. 이를 통해 고온가열에 따른 부착 강도와 슬립 감소의 상관관계를 확인하였으며, 부착-슬립 곡선을 나타내었다. 최종적으로는 실험 결괏값을 상대부착 강도로 나타냄으로써 가열 이후 탄소 보강근 및 철근의 잔류 부착성능을 확인하고자 하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.139-149
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• 1991

본연구에서는 이상화구조요소법(理想化構造要素法)을 적용하여 선체구조(船體構造)의 최종(最終) 종강도(縱强度)를 효율적으로 해석할 수 있는 방법을 개발하였다. 이를 위해 2축방향 축력을 받는 판요소(板要素)에 대한 이상화판요소(理想化板要素)를 초기처짐과 잔류응력의 영향 및 국부구조와 전체구조간의 상관효과를 고려하여 정식화하였다. 본 해석법을 이중선각구조(二重船殼構造)로 된 4만톤급 정유운반선(精油運搬船)에 적용하여 초기처짐, 잔류응력 및 재료의 항복응력의 변화에 따른 선각(船殼)거어더의 최종(最終) 종강도(縱强度)를 해석하고, 이들 결과를 바탕으로 종강도(縱强度)측면에서의 잉여강도계수(剩餘强度係數) 및 신뢰성지표(信賴性指標)를 평가하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제30권2호
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• pp.141-154
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• 1993

본 논문에서는 주변 단순 지지된, 용접된 편면 보강판의 압축 최종 강도를 구하는 간략한 방법을 제안하고자 한다. 우선, 용접에 의한 변형 및 잔류응력과 같은 초기결함을 간략한 방법으로 추정하고, 이 초기결함이 존재하는 보강판의 붕괴 양식을 가정하여, 각 양식에 대해 최종 강도를 구하고, 여러 붕괴 하중에 때해 최소치를 택함으로 보강판의 붕괴 하중을 얻는다. 보강판이 최종 강도 상태에 달하기까지 붕괴 과정을 다음과 같이 가정한다. (1) 보강판의 전체 좌굴$\rightarrow$보강재의 굽힘에 의한 전체 붕괴 (2) 판재의 국부 좌굴$\rightarrow$판재의 국부 붕괴$\rightarrow$보강재의 전단면 항복에 의한 전체 붕괴 (3) 판재의 국부 좌굴$\rightarrow$보강재의 굽힘에 의한 전체 붕괴 (4) 판재의 국부 좌굴$\rightarrow$판재의 국부 붕괴$\rightarrow$보강재의 비틂 변형(tripping)에 의한 전체 붕괴 붕괴 하중 계산을 위해 Rayleigh-Ritz 법에 기초한 탄소성 대변형 해석을 수행하고, 소성 붕괴선을 가정한 소성 해석을 수행하여 탄성 해석선과 소성 해석선의 교점을 최종 강도로 택한다. 본 방법을 비선형 유한요소법과 비교해 보면 극히 짧은 계산 시간에 양호한 결과를 산출한다는 것을 알 수 있다. 본 방법에 의한 해석 결과를 통해 판재의 국부 거동에 미치는 보강재의 비틂 강성의 효과를 고찰하였고, 보강재의 굽힘에 의한 전체붕괴와 비틂 변형(tripping)에 의한 전체 붕괴의 기준이 되는 보강재의 형상을 제시할 수 있었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.150-168
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• 1991

본 연구에서는 압축최종강도(壓縮最終强度)를 기준으로 한 이중갑판구조(二重甲板構造)의 실용적인 안전성(安全性) 및 신뢰성(信賴性) 평가법을 제안한다. 이를 위하여 선체상갑판(船體上甲板)에 작용하는 압축응력(壓縮應力)을 기존의 선급규정에 의해 근사적으로 추정하며, 압축최종강도(壓縮最終强度)는 이상화구조요소법(理想化構造要素法)을 적용하여 해석한다. 초기(初期)처짐 및 잔류응력(殘留應力)의 영향과 국부좌굴(局部挫屈) 및 전체좌굴(全體挫屈)의 상관효과(相關效果)를 고려한 이상화판요소(理想化板要素)를 정식화한다. 이상화판요소(理想化板要素)의 정도(精度)와 유용성(有用性)은 단위(單位) 판부재(板部材) 및 상자형 용접구조물(熔接構造物)에 대한 기존의 실험결과(實驗結果) 또는 유한요소해석결과(有限要素解析結果)와 비교하여 확인한다. 본 제안법을 이중선각구조설계(二重船殼構造設計)개념하에서 설계된 정유운반선(精油運搬船)의 갑판구조(甲板構造)의 안전성(安全性) 및 신뢰성평가(信賴性評價)에 적용하고, 초기처짐, 잔류응력(殘留應力)등의 영향과 고장력강(高張力鋼)을 사용한 경우의 효과등에 대해 고찰한다.