• 제목/요약/키워드: Hull large deformation

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Prediction of a transverse shrinkage of butt welded joints in shipyard conditions using the design of experimental approach

  • Urbanski, Tomasz;Taczala, Maciej
    • International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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    • 제12권1호
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    • pp.784-798
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    • 2020
  • This paper presents the results of research on transverse shrinkage of welded butt joints conducted according to the principles of experimental design and under production conditions for two main welding techniques used in shipbuilding (FCAW and SAW). Analysis took into account the technological and structural parameters influencing the assembly suitability of a large steel structure. The presented method of evaluation makes it possible to apply approximation formulae to predict transverse shrinkage in real sections of a ship hull. The determined predictive formulae were verified to actual transverse shrinkage measurements during prefabrication of hull sections at a shipyard as well as the equations referring to the analyzed form of deformation available in the literature.

변형을 고려한 요트 세일의 2차원 단면 해석 (Analysis of a Two-Dimensional Section of Deforming Yacht Sails)

  • 이희범;이신형;유재훈
    • 대한조선학회논문집
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    • 제48권4호
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    • pp.308-316
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    • 2011
  • Although a yacht sails operate with large displacement due to very thin thickness, many studies for flow around yacht sails have not considered the sail deformation. The sail deformation not only caused a change in the center of effect(CE) on the sail but also a change in the thrust of the sail. The change of the CE and thrust affects the center of lateral resistance(CLR) and side forces of the hull, and the balance of the yacht. These changes affect the motion of the yacht which changes the velocity of the yacht. Thus, when analyzing the flow around yacht sails, the sail deformation should be considered. In the present study, fluid-structure-interaction(FSI) analysis of a two dimensional section of yacht sails was performed to consider the effects of sail deformation on the lift and drag performance. FSI and moving mesh methods were studied. Computational methods were verified using benchmark test cases such as the flow around horizontal and vertical cantilever beams. Shape deformation, pressure distribution, lift forces and separation flow were compared for both rigid and deformable sail.

선체 저차 수평.비틂 연성 고유진동 감도해석 (Sensitivity Analysis of Coupled Horizontal and Torsional Vibration of Hull Girder)

  • 조대승;김사수;나두용
    • 대한조선학회논문집
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    • 제36권2호
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    • pp.105-113
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    • 1999
  • 본 논문에서는 선체 단면의 St'Venant 비틂강성은 물론 굽힘-비틂 강성과 전단-비틂 강성 및 선체 개단면과 폐단면 연결부에서의 변위와 단면력의 연속조건을 고려한 보유추이론을 적용하여 수평 비틂 거동의 연성도가 크고, 비틂에 대해 유연한 선체 거더의 수평 비틂 연성 고유진동 감도해석방법을 제시하였다. 제시된 방법을 토대로 대형 컨테이너 운반선의 적화상태 변경시의 고유진동수를 감도해석 결과를 이용하여 추정한 결과는 통상적 재해석 결과와 비교하여 오차 1%이내의 매우 양호한 부합성을 나타내었다. 아울러, 수평거동과 비틂거동의 연성도가 큰 선박의 경우 선체 중량 중심이 형 깊이의 10%까지 변화할 경우에 고유진동수가 최대 8%까지 변화함을 확인하였다.

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슬래밍 충격하중을 고려한 선체 휘핑 해석 (Whipping analysis of hull girders considering slamming impact loads)

  • 박성환;이근배;임채환
    • 대한조선학회논문집
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    • 제37권3호
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    • pp.99-109
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    • 2000
  • 본 연구에서는 대파고 파랑 중을 항해하는 선박의 슬래밍 충격에 대한 선체 전체의 동적 탄성응답 해석법을 개발하였다. 선체구조는 전단효과를 고려하는 박판보 유한요소이론을 활용하였으며, 선체 각 단면에 작용하는 유체력은 통상의 선형 운동체 이론에 덧붙여 물체 경계의 비선형성을 고려하여 추정하였다. 즉 매 순간 선체와 파 입자간의 접수 형상을 고려하는 비선형 유체력 추정법을 모멘텀 슬래밍 이론에 근거하여 정식화하였다. 개발된 해석법의 검증을 위해 V형 단면 선형과 S-175 선형 모델을 대상으로 수치해석을 수행하였다. 시간 영역에 있어 각 단면에서의 파면에 대한 상대 변위 성분과 속도 성분들을 계산하였으며, 선체 중앙 단면에서의 굽힘 모멘트 값의 시간이력을 검토하였다.

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알루미늄 선박의 외판 가공을 위한 인장성형 시스템 연구 (Multi Point Press Stretch Forming System Applied to Curved Hull Plate of Aluminum Ship)

  • 배철남;황세윤;이장현;정우철;김광호
    • 한국CDE학회논문집
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    • 제17권3호
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    • pp.188-197
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    • 2012
  • Recently, aluminum ships are constructed more than ever because of the environmental pollution generated by FRP (Fiber Reinforced Plastic) ships. In particular, FRP ships have been replaced by the Aluminum ships. The forming process of the curved aluminum plate has been performed only by labor works without systematic technique. Therefore, it is difficult to construct the aluminum ship that the design satisfies both required propulsion performance and hull design. Present study introduces a MPSF (Multi Point Stretching Forming) that is a flexible manufacturing technique to form large sheet panels of doubly curvature. The hull pieces are stretch-formed over the MPSD (multi-point stretching die) generated by the punch element matrix. In this study, MPSF is applied to deform the doubly curved surfaces of aluminum ship. The forming system including FEA (finite element analysis) of the processes for stretching the plate were carried out by static implicit analysis is suggested. Residual deformation of the surface is modeled by an elasto-plastic contact phenomena while the forming process is simulated by FEA. Finally, the proposed system is also validated, comparing the deformed shape by MPSF with that of object surfaces.

선박충돌에 의한 선박과 방호공의 에너지 소산 메카니즘 (The energy dissipation mechanism of ship and fender system by vessel collision)

  • 홍관영;이계희;고재용;이성로
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.696-703
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    • 2005
  • Recently, the collision problems between a bridge and a navigating ship are frequently issued at the stage of structure design. Even the many study results about vessel to vessel collision are presented, but the collision studies between vessel and bridge structure have been hardly presented. In this study, nonlinear dynamic analysis of vessel and fender system carry out using ABAQUS/Explicit commercial program with consideration of some parameters, such as bow structure we composed to shell element also ship's hull is modeling to beam element. Also, buoyancy effect is considered as spring element. The two types of fender systems was comparable with both collision analysis about steel materials fender system and rubber fender system On the purpose of study is analyzed the plasticity dissipated energy of vessel and fender system. We blow characteristic that kinetic energy is disappeared by plastic large deformation in case of collision. Also, We considered dissipated kinetic energy considering friction effect.

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무금형 다점 펀치를 사용한 선체외판의 분할 성형 가공 정보 계산 시스템 개발 (Mechanical Bending Process and Application for a Large Curved Shell Plate by Multiple Point Press Machine)

  • 황세윤;이장현;류철호;한명수;김광호;김광식
    • 대한조선학회논문집
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    • 제48권6호
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    • pp.528-538
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    • 2011
  • As a forming method for curved hull plates more efficient than the flame bending, mechanical bending using multi point press forming and die-less forming is discussed in this paper. the mechanical forming is a flexible manufacturing system for automatically forming of hull parts. It is especially suited to varied curved parts. This paper discusses a multiple point pressing machine composed of a pair of reconfigurable punches in order to achieve the rapid forming of curved hull plates using division forming and presents how forming information is obtained from the given design surface. Although the mechanical forming can be efficient in the metal forming, spring back after pressing is a phenomenon which must be carefully considered when quantifying the process variables. If the spring back is not accurately controlled, the fabricated shell plate cannot meet assembly tolerance. This paper describes the principles to calculate the proper stroke of each punch at the divided areas. the strokes are determined by an iterative process of sequential pressing and spring back compensation from an unfolded flat shape to its given design surface. FEA(finite element analysis) is used to simulate the spring back of the plate and the IDA(iterative displacement adjustment) method adjusts the offset of pressing punches from the deformation results and the design surface. The shape deviations of two surfaces due to spring back are compensated by integrated system using FEA and IDA method. For the practical application, It is aimed to develop an integrated system that can automatically perform the compensation process and calculate strokes of punches of the double sides' reconfigurable multiple-press machine and some experimental results obtained with mechanical bending are presented.

수치 및 실험적 접근을 통한 다점무금형성형기술 연구 (Study on Multi-point Dieless Forming Technology Based on Numerical and Experimental Approach)

  • 허성찬;서영호;구태완;송우진;김정;강범수
    • 한국소성가공학회:학술대회논문집
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    • 한국소성가공학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.220-223
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    • 2008
  • Large curved plate blocks are widely used to construct hull structure in shipbuilding industry. Most curved plates are manufactured by using manual method called as line heating that use deformation caused by residual stress after local heating along a line which is perpendicular to the curvature direction. However, its working environment is poor and its formability is totally dependent on an experienced technician. In view of that, multi-point dieless forming (MDF) technology that use reconfigurable punch arrays instead of one piece die is proposed in this study. The MDF process is based on a concept of equivalent die surface made by numbers of punches which has round tip at the end of it. In this study, numerical simulation for common curvature type such as saddle shape was carried out. In addition, experiments in the plate forming process were also conducted to compare with the numerical results in view of final configuration. Consequently, it was noted that the proposed dieless forming method has considerable feasibility to substitute the new process for conventional manual method.

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VLCC 축계 시스템의 유연성 확보 방안에 관한 연구 (A Study on Flexibility Acquisition Method for VLCC Shaft System)

  • 신상훈;고대은
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권12호
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    • pp.135-139
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    • 2017
  • VLCC 추진축계의 선미관 후부 베어링에서 주로 발생하는 발열 사고는 프로펠러 하중이 추진축을 처지게 하여 후방부에 과도한 국부압착압력이 작용하는 것이 주된 원인이다. 최근 VLCC는 엔진 출력이 크고 축 직경이 증가하는 반면 선미관전부 베어링과 후부 베어링 사이의 간격이 상대적으로 짧아져 축계 시스템의 유연성이 저하되는 경향이 있으며, 이로 인해 발열 사고 가능성에 대한 우려가 커지고 있다. 본 연구에서는 선체의 변형에 대한 축계의 유연성을 확보하기 위한 방안으로 선미관 전부 베어링을 삭제하고 선미관 후부 베어링만을 설치한 새로운 축계 시스템의 적용 가능성을 검토하였다. 국부압착압력의 계산에 있어서는 접촉 너비를 따라 반 타원 형상의 압력 분포를 가정한 Hertzian 접촉 조건을 도입하였으며, 엔진 가동 상태의 프로펠러 하중, 열 효과 및 선체 변형을 고려하였다. 제안된 축계 시스템에 대한 해석을 통해 선미관 후부 베어링의 축 접촉면 재료인 화이트 메탈에 부분 경사를 추가 시공함으로써 설계 요구 조건이 만족됨을 확인하였다. 제안된 축계 시스템의 적용을 통해 발열 사고 예방을 위한 축계 유연성 확보 뿐 만 아니라 시스템의 단순화를 통한 설치비용의 감소 등 부가적인 효과도 기대할 수 있다.

베어링 강성을 고려한 10,100 TEU 컨테이너 운반선의 최적 추진축계 배치에 관한 사례 연구 (A case study on the optimal shafting alignment concerning bearing stiffness for 10,100 TEU container carrier)

  • 이재웅
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제40권3호
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    • pp.185-190
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    • 2016
  • 선박이 고출력화, 초대형화 됨에 따라 대형저속 2행정 엔진을 탑재한 선박에서 축계배치의 잘못에 기인하는 주기관 선미측 베어링과, 선미관 후부 베어링의 손상이 증가하는 경향이 있다. 또한 고출력화에 의한 추진축의 강성은 증가한 반면에 선체는 고장력 후판을 사용하므로 이전의 선체보다 훨씬 더 쉽게 변형하는 실정이다. 이는 기존의 선박보다 더욱 정교한 축계배치가 요구됨을 의미한다. 본 연구에서는 열팽창 효과, 감도지수를 이용한 중간축 베어링의 최적위치 선정 및 베어링의 강성을 고려하여, 베어링의 하중 분석 및 영향 계수를 분석함으로서 축계 배치가 이론적으로 최적이 되는 것을 검토하였다. 이를 위하여 축계 배치 계산시 대형 엔진 제조사의 엔진 거치기준을 참조하고, 한국선급 및 DnV 선급의 축계 배치 프로그램을 이용하여 검토하고 그 신뢰성을 검증하였다.