• 기계저널
• /
• 제56권1호
• /
• pp.46-50
• /
• 2016

이 글에서는 해양플랜트 탑사이드(Topside)에 설치되는 알루미늄 헬리데크의 구조 건전성 평가 관련 이해를 돕기 위하여 알루미늄 헬리데크의 일반적인 특성 및 파손 평가 모델, 이론 및 Eurocode 9 코드체크 방법에 대하여 서술하고자 한다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제30권5호
• /
• pp.453-460
• /
• 2017

해양구조물 등에서 해상 현장과 육상시설 사이에 물자나 운용 인력을 수송하기 위한 수단으로 헬리콥터가 주로 이용된다. 헬리데크는 헬리콥터가 해양구조물에 착륙하기 위해 필수적으로 탑재되는 구조물로서, 해양구조물의 종류나 탑재되는 위치 등에 따라 다양한 형태의 헬리데크가 존재한다. 그 중에서 캔틸레버식 헬리데크는 해양구조물의 탑사이드 공간 확보에 용이하며, 헬리콥터와의 충돌 등의 미연의 사고로부터 보다 안전하다. 본 논문에서는 캔틸레버식 헬리데크를 연구대상으로 선정하고, 이를 구성하고 있는 하부 트러스 구조에 대해서 위상 최적설계를 적용하였다. 또한 상용 구조해석 프로그램을 이용하여 유한요소 모델을 생성하고, 다양한 착륙 상황과 풍하중을 적용하여 구조해석을 수행하였다. 이를 바탕으로 헬리데크의 각 구조 부재에 발생하는 응력이 사용 재료의 허용응력을 넘지 않도록 부재의 세부 단면 치수를 결정하여, 보다 안전하면서도 경량화된 헬리데크 설계를 얻을 수 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제33권6호
• /
• pp.359-366
• /
• 2020

본 논문에서는 전산구조 해석 데이터를 기반으로 인공 신경망을 활용하여 헬리데크 구조물에 대한 손상 추정 기법을 제안하였다. 헬리데크를 구성하는 트러스와 서포트 부재들에 대해서 절점을 공유하는 부재들을 70개의 모델로 그룹화 하였으며, 최대 3가지 부재 그룹에 무작위로 손상을 부여하여 총 37,400개의 손상 시나리오를 생성하였다. 이들 각각에 대해서 구조 해석 프로그램을 통해 모드 해석을 수행하였으며, 전체 손상 시나리오를 사용 목적에 따라 학습, 유효성 검사, 그리고 검증 시나리오로 분리하였다. 헬리데크의 손상 및 비손상 상태의 동적 응답 특성에 대한 패턴 인식을 위해 PyTorch 프로그램을 활용하여 3개의 은닉층을 가지는 인공 신경망을 구성하였으며, 이에 대해서 다양한 손상 시나리오를 반복 학습함으로써 손실 함수를 최소로 하는 인공 신경망을 도출하였다. 최종적으로 총 400개의 검증 시나리오에 대해서 인공 신경망이 추정한 손상률과 실제 부여된 손상률을 비교하였으며, 그 결과 본 연구를 통해 얻어진 인공 신경망이 손상 부재의 위치와 손상 정도를 매우 높은 정확도로 예측하는 것을 확인하였다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
• /
• 해양환경안전학회 2018년도 공동국제학술발표회
• /
• pp.176-176
• /
• 2018

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제32권6호
• /
• pp.383-390
• /
• 2019

본 논문에서는 AISC 표준 단면을 설계 변수로 하는 캔틸레버 타입 헬리데크 모델의 유전 알고리즘 최적설계를 소개한다. AISC 표준 단면을 단면 형상별로 분류하고 단면적 순으로 정렬한 후 정수 단면 번호를 부여하여 설계 변수로 최적설계를 수행하였다. 이 과정을 통하여 이산화된 설계 변수를 가지는 최적설계 문제를 해결하기 위해 유전 알고리즘을 적용하였다. 또한, 제약조건으로 허용응력 및 허용응력비 검사 조건을 모두 고려하여 구조물의 구조 안정성을 고려한 설계를 수행하였다. 최적설계 과정중 매 반복계산 마다 수행되는 구조 해석 시간을 단축시키기 위해 선형 중첩법을 사용하였고, 이를 통해 구조해석 시간을 약 75% 감소시킬 수 있었다. 또한 헬리데크 최적설계의 경량 효과를 높이기 위해 부재 그룹 세분화를 하였고, 그 결과를 선행 연구 모델, 기존의 부재 그룹 모델과 비교하였다. 그 결과 선행연구 대비 약 30톤의 부재를 절감할 수 있었으며, 구조적으로도 보다 안전한 헬리데크 설계를 얻을 수 있었다.

• 한국해양공학회지
• /
• 제16권4호
• /
• pp.37-41
• /
• 2002

선박해양 구조에 사용되는 대부분의 알루미늄 헬리데크는 외제로 관련 구조해석에 대한 정보도 일차적으로 외국의 전문업체가 제공하고 있고, 조선소에서는 필요시 주로 하부구조 해석을 보완하고 있다. 본 논문에서는 외국의 해석기술을 분석하고, 데크를 구성하고 있는 알루미늄 플랭크와 하부구조에 대한 구조해석을 수행하여 유사한 결과를 도출하였고, 해석에 관한 경험을 축적하였다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제29권4호
• /
• pp.372-379
• /
• 2023

국제유가가 배럴당 85달러에서 하반기에는 최대 100달러까지 오를 것으로 예상하여 세계 시장에서 해양플랜트 발주가 늘어날 가능성이 크다. 해양플랜트의 주요 특징 중 한 가지는 탑사이드에 대형 헬리데크가 위치하며 경량화 및 내부식성을 위하여 알루미늄 합금을 구조의 기본 재료로 사용하고 있다. 선주사는 긴급 상황 발생 시 신속한 인명 대피를 위하여 헬리콥터 크기를 대형화하는 추세이고, 헬리콥터를 데크에 안정적으로 고박할 수 있는 장치의 안전사용하중도 증가가 필요하다. 알루미늄 재질의 특성상 용접에 의한 구조 강도 저하가 크기 때문에, 고정 장치는 데크에 매립하여 볼트로 고정하는 방식으로 설계가 필요하다. 본 연구에서는 대형 헬리데크(직경=28m)에 사용이 가능한 헬리콥터 고정 장치를 개발하기 위하여 알루미늄 합금 6082-T6를 적용한 모델을 개발하였다. 개발된 고정 장치는 실제 고박에 사용하는 하중 조건을 만족하도록 비선형구조 강도 계산을 통하여 검증하였다. 45도 경사각을 갖는 하중 조건은 국부적인 소성 붕괴로 인하여 90도 조건에 비해 낮은 최종강도를 나타냈다. 최종 모델에 대한 비선형 구조 붕괴 거동은 강도 실험과 경향이 유사하게 나타났다. 본 연구에서 도출한 주요 내용은 유사 알루미늄 기자재의 구조 강도 검토 시 참고 문헌이 될 것으로 판단된다.

• 대한조선학회 특별논문집
• /
• 대한조선학회 2015년도 특별논문집
• /
• pp.63-68
• /
• 2015

This paper presents fatigue analysis of helideck structures located in FPSO. After FPSO is moved to the target position where production of resource is performed, FPSO stays at the target position and performs production of resource, storage and off-loading during the design life. Helideck structure is located in FPSO essentially for the movement of personnel and life rescue at emergency situations by using helicopters. Because inertial load induced by FPSO motion and landing and taking-off load of helicopter occur at helideck structures cyclically, helideck structures should be designed to withstand fatigue loads. Therefore, The fatigue assessment of helideck structures should be performed with fatigue loads. Effect of stress concentration due to misalignment between welded plates is considered in fatigue assessment additionally.

• 한국해양공학회지
• /
• 제28권5호
• /
• pp.411-422
• /
• 2014

A helideck is a very valuable offshore structure for the take-off and landing of a helicopter. In order to design a helideck, the design parameters and various loads defined by the regulations related to the design of a helideck should be applied. In this study, a risk analysis was performed based on the helicopter accidents for seven years, and the frequency and possible reasons for accidents involving helidecks were investigated. In addition, a finite element analysis of a steel helideck mounted on the upper deck of a ship (shuttle tanker) was performed with the load that should be considered when designing a helideck. Based on the results, a parametric study of helideck was carried out by applying a variety of design parameters, and an improved helideck design was presented. This improved helideck reduced the steel used by up to 24% compared to the initial helideck design, and the results of a finite element analysis were analyzed and compared with those of the initial analysis.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제54권1호
• /
• pp.43-48
• /
• 2017

In recent years, the demand for ships and offshore platforms that can navigate and operate through the Arctic Ocean has been rapidly increasing due to global warming and large reservoirs of oil and natural gas in the area. Winterization design is one of the key issues to consider in the robust structural safety design and building of ships that operate in the Arctic and Sub-Arctic regions. However, international regulations for winterization design in Arctic condition regulated that only those ships and offshore platforms with a Polar Class designation and/or an alternative standard. In order to cope with the rising demand for operating in the Arctic region, existing and new Arctic vessels with a Polar Class designation are lacking to cover for adequate winterization design with HSE philosophy. Existing ships and offshore platform was not designed based on reliable data based on numerical and experiment studies. There are only designed as a performance and functional purposes. It is very important to obtain of reliable data and provide of design guidance of the anti-icing structures by taking the effects of low temperature into consideration. Therefore, the main objective of this paper reconsiders anti-icing design of aluminum helideck using the heating cable. To evaluate of reliable data and recommend of anti-icing design method, various types of analysis and methods can be applied in general. In the present study, finite element method carried out the thermal analysis with cold chamber testing for performance and capacity of heating cables.