• Structural Engineering and Mechanics
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• 제52권3호
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• pp.613-632
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• 2014

In the early design stage of ships, the two most important structural analyses are performed to identify the structural capacity and safety. The first step is called global strength analysis (longitudinal strength analysis or hull girder strength analysis) and the second step is local buckling analysis (stiffened panel strength analysis). This paper deals with the ultimate strength performance of Arctic Sea Route-going commercial ships considering the effect of low temperature. In this study, two types of structural analyses are performed in Arctic sea conditions. Three types of ship namely oil tanker, bulk carrier and container ship with four different sizes (in total 12 vessels) are tested in four low temperatures (-20, -40, -60 and $-800^{\circ}C$), which are based on the Arctic environment and room temperature ($20^{\circ}C$). The ultimate strength performance is analysed with ALPS/HULL progressive hull collapse analysis code for ship hulls, then ALPS/ULSAP supersize finite element method for stiffened panels. The obtained results are summarised in terms of temperature, vessel type, vessel size, loading type and other effects. The important insights and outcomes are documented.

• Composites Research
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• 제12권6호
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• pp.74-82
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• 1999

폴리 우레탄 폼 코아 샌드위치 복합재료의 정적 및 피로 특성에 대하여 연구하였다. 유리 섬유강화 스킨과 중합의 폼 코아를 갖는 비스티칭, 스티칭, 스티프너의 세 종류 시편이 사용되었다. 특히 스티칭 샌드위치 구조는 두께 방향에 대하여 폴리에스터와 유리섬유를 꼬아서 부가적인 구조 보강이 코아의 상하 표면을 통하여 꿰멘 구조로 층간분리를 최소화하기 위해 샌드위치 구조 패널을 스티칭하여 만들고 수지는 수지의 유동 온도에서 수지의 낮은 점도 특성을 이용하여 스티칭 섬유에 침투시켜 함께 경화하였다. 스티칭 섬유가 $50{\times}50{\;}mm$의 간격으로 스티칭된 시편 및 스티프너 시편의 굽힘강도는 비스티칭 시편과 비교하여 각각 50%및 10배 이상으로 향상되었다. 최대 하중의 20%크기로 $10^6$ 피로 사이클을 받은 후, 비스티칭 시편의 굽힘 피로강도는 정적 굽힘강도와 비교하여 27%까지 감소되었고, 스티칭된 시편은 39%,그리고 스티프너에 의하여 보강된 시편은 20%정도 감소되었다. 폴리우레탄 폼 코아의 에이징 효과를 입증하기 위해, 피로 시험 후 샌드위치 시편의 표면 적층의 손상은 초음파 C-scan장비를 사용하여 검출하였다. 초음파 C-scan결과로부터 피로 시험동안 손상 받은 어떤 결함도 없었다 이는 피로 사이클동안 폼 코아 샌드위치 구조에 대한 굽힘강도의 감소는 폴리우레탄 폼이 에이징되어 발생하는 것을 의미한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권3A호
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• pp.367-373
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• 2008

국내/외에서 설계되는 강곡선거더교 복부판의 전단강도는 복부판의 4변을 단순지지라는 가정 하에서 산정되는 탄성전단좌굴강도로 제안하고 있다(AASHTO Guide Specifications, 2003). 그러나, Lee et al.(1996, 1999)과 Bradford(1996)의 최근 연구에서 실제의 설계범위를 갖는 직선이나 곡선 복부판에서 어느 정도의 강성을 갖는 플랜지에 의해서 접하는 변의 경계조건은 단순지지 보다는 고정지지에 더 근접하며, 복부판의 형상비에 따라서는 AASHTO의 탄성좌굴강도가 60%이상 낮게 평가되고 있음을 발표하였다. 특히 강곡선복부판의 전단좌굴강도는 곡률의 영향으로 AASHTO Guide Specifications(2003)의 탄성전단좌굴강도보다 최대 38%이상 증가하고 있음이 Lee and Yoo(1999)의 연구에서 조사되었다. 본 논문에서는 선형좌굴해석을 이용하여 곡률과 경계조건이 동시에 고려된 강곡선 복부판의 전단좌굴계수를 합리적으로 추정할 수 있는 산정식을 제안하고자 한다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2007년도 추계학술대회 및 제23회 정기총회
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• pp.25-26
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• 2007

Ship are typically thin-walled structures and consists of stiffened plate structure by purpose of required design load and weight reduction etc. Also, a hull structural characteristics are often used in structures with curvature at deck plating with camber, side shell plating at fore and aft parts and bilge circle parts, It have been believed that these structures can be modelled fundamentally by a part of cylinder. Structural component with curvature subjected to combined loading regimes and complex boundary conditions, which can potentially collapse due to buckling. Hence, for more rational and safe design of ship structures, it is crucial importance to better understand the interaction relationship of the buckling and ultimate strength for cylindrically curved plate under these load components. In this study, the ultimate strength characteristic of curved plate under combined load(lateral pressure load + axial compressive load) are investigated through using FEM series analysis with varying geometric panel properties.

• 대한조선학회논문집
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• 제47권2호
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• pp.242-247
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• 2010

To consider effects of essential parameters of water impact pressure on dynamic structural responses of bow bottom structures, a parametric study for a ship bottom panel is carried out. The idealized pressure time history models were assumed by triangular and rectangular shapes in time domain. The main loading parameters are duration time and peak pressure value maintaining the same impulse value. The structural models for local bottom stiffened panels of a container ship are analysed. The natural frequency analysis and transient dynamic response analysis are performed using MSC/NASTRAN. Added mass effects of contacting water are considered and the pressure distributions are assumed to be uniform in the whole water contacting surface. The effects of loading parameters on the structural responses, especially maximum displacements, are considered. Besides the peak pressure value, effects of duration time correlated with natural frequencies are thought to be the important parameters.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권6호
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• pp.550-557
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• 2008

영구히 장착된 배열 압전 능동 센서를 사용하여 복합재 보강판의 볼트 구멍에 있는 층간분리 손상을 탐지하였다. 다양한 신호처리 기법을 사용하여 국부적인 수직하중에 의하여 발생한 볼트 구멍 주위의 눈에 보이지 않는 작은 층간분리를 탐지하였다. 배열 압전 센서를 사용하여 진단신호를 생성하였으며, 응답신호를 측정하였다. 응답신호를 신호 처리하여 손상에 민감한 특성들을 추출하였다. 이 특성들을 사용하여 손상 지수를 계산하였고, 손상 지수를 사용하여 손상의 유무와 위치를 추정하였다.

• 국제강구조저널
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• 제18권4호
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• pp.1363-1372
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• 2018

Recently, there have been studies about the increasing effect on the local plate buckling strength of flat plates when longitudinally stiffened with closed-section ribs and an approximate solution to quantitatively estimate these effects were suggested for flat plates. Since there are few studies to utilize such increasing effect on curved panels and a proper design method is not proposed, thus, this study aims to numerically evaluate such effect due to the rotational stiffness of closed-section ribs on curved panels and to propose an approximate method for estimating the buckling strength. Three-dimensional finite element models were set up using a general structural analysis program ABAQUS and a series of parametric numerical analyses were conducted in order to examine the variation of buckling stresses along with the rotational stiffness of closed-section ribs. By using a methodology that combine the strength increment factor due to the restraining effect by closed-section ribs and the buckling coefficient of the panel curvature, the approximate solutions for the estimation of buckling strength were suggested. The validity of the proposed methods was verified through a comparative study with the numerical analysis results.

• 해양환경안전학회지
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• 제10권2호
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• pp.35-39
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• 2004

선체구조는 기본적으로 판부재의 조합으로 이루어져 있으며, 이러한 판부재는 하중분담 능력에 따라서 전체적인 구조의 강도에 큰 영향을 미치게 된다. 또한 각 구조적인 판부재는 개별적으로 거동하는 것이 아니라 종합적인 구조로서 작용하게 된다. 선박구조물은 강구조물과 해양구조물에서와는 달리 고정도의 부정정 구조물로 구성되어 있으며, 이러한 구조물의 거동을 정확하게 규명하기 위해서는 복잡하게 구성되어 있는 선체판넬 구조를 단순화시켜서 해석에 적용하여야 한다. 본 연구에서는 선체판넬구조의 모델링영역에 따른 최종강도 거동의 차이를 분석하여, 합리적인 모델링영역을 규명하고자 한다. 사용된 해석모델은 실제 상선의 이중저구조에서 사용되는 판넬에서 채택하였으며, 유한요소해석 모델링 시 3가지 서로 다른 해석영역을 지정하여 적용하였다. 본 연구의 목적은 일축압축하중이 작용하는 보강판넬구조에서 서로 다른 모델링영역을 갖는 보강판에서의 최종강도 거동을 분석하여 최적의 해석모델링 영역을 찾는 것이다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제16권2호
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• pp.206-222
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• 2015

This work uses different finite element approaches to the free vibration analysis of reinforced shell structures, and a simplified model of a typical launcher with two boosters is used as an example. The results obtained using a refined one-dimensional (1D) beam model are compared to those obtained with commercial finite element software. The 1D models that are used in the present work are based on the Carrera Unified Formulation (CUF), which assumes a variable kinematic displacement field over the cross-sections of the beam. Two different sets of polynomials that correspond to Taylor (TE) or Lagrange (LE) expansions were used. The analyses focused on three reinforced structures: a stiffened panel, a reinforced cylinder and the complete structure of the launcher. The frequencies and natural modes obtained using one-dimensional models are compared to those obtained from classical finite element analysis. The classical FE models were built using a beam-shell or solid elements, and the results indicate that the refined beam models can in fact be used to investigate the behavior of very complex reinforced structures. These models can predict the shell-like modes that are typical of thin-walled structures that cannot be detected using classical beam models. The refined 1D models used in the present work provide results that are as accurate as those from solid FE models, but the 1D models have a much lower computational cost.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제42권4호
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• pp.531-549
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• 2012

Numerous oil tanker losses have been reported and one of the possible causes of such casualties is caused by the structural failure of aging ship hulls in rough weather. In aging ships, corrosion and fatigue cracks are the two most important factors affecting structural safety and integrity. This research is about effect on hull girder ultimate strength behavior of double hull oil tanker according to corrosion after Part I: stiffened panel. Based on corrosion data of Part I (time-dependent corrosion wastage model and CSR corrosion model), when progressing corrosion of fourtypes of double hull oil tankers (VLCC, Suezmax, Aframax, and Panamax), the ultimate strength behavior of hull girder is compared and analyzed. In case of the ultimate strength behavior of hull girder, when occurring corrosion, the result under vertical and horizontal bending moment is analyzed. The effect of time-dependent corrosion wastage on the ultimate hull girder strength as well as the area, section modulus, and moment of inertia are also studied. The result of this research will be useful data to evaluate ultimate hull girder strength of corroded double hull oil tanker.