• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제46권5호
• /
• pp.629-644
• /
• 2013

This paper concerns about the raking damages on the ultimate residual hull girder strength of bulk carriers by applying the modified R-D diagram (advanced method). The limited raking damage scenarios, based on the IMO's probability density function of grounding accidents, were carried out by using sampling technique. Recently, innovative method for the evaluation of the structural condition assessment, which covers the residual strength and damage index diagram (R-D diagram), was proposed by Paik et al. (2012). This concept is applied in the present study and modified R-D diagram, which can be considered vessel size effect, is then proposed. Four different types of bulk carrier structures, i.e., Handysize (37K), Supramax (57K), Kamsarmax (82K) and Capesize (181K) by Common Structural Rule (CSR), were applied to draw the general tendency. The ALPS/HULL, intelligent supersize finite element method, was employed for the ultimate longitudinal strength analysis. The obtained empirical formulas will be useful for the condition assessment of bulk carrier structures. It can also cover different sizes of the bulk carriers in terms of ultimate longitudinal strength. Important insights and findings with useful guidelines developed in this study are summarized.

• 한국해양공학회지
• /
• 제22권2호
• /
• pp.85-90
• /
• 2008

Ships in bad weather conditions are likely to be subjected to accidental loads, such as high bending moment, collision, and grounding. Once she has damage to her hull, her ultimate strength will be reduced. This paper discusses an investigation of the effect of collision damage on the ultimate strength of a ship structure by performing a series of collapse tests. For the experiment, five box-girder models with stiffeners were prepared with a cross section of $720mm\;{\times}\;720mm$ and a length of 900mm. Of the five, one had no damage and four had an ellipse shaped damage area that represented the shape of the bulbous bow of a colliding ship. The amount of damage size was different between models. Among the damaged models, the damage in three of them was made by cutting the plate and stiffener, and in one by pressing to represent collision damage. Experiments were carried out under a pure bending load and the applied load and displacements were recorded. The ultimate strength was reduced as the damage size increased, as expected. The one with the largest amount of damage had damage to 30% of the depth, and its ultimate strength was reduced by 19% compared to the undamaged one. The pressed one has higher ultimate strength than those that were cut. This might be due to the fact that the plate around the pressed damage area contributes to the ultimate strength, whereas the cut one has no plate to contribute.

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

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
• /
• 제6권3호
• /
• pp.507-528
• /
• 2014

In the ship and offshore structure design, age-related problems such as corrosion damage, local denting, and fatigue damage are important factors to be considered in building a reliable structure as they have a significant influence on the residual structural capacity. In shipping, corrosion addition methods are widely adopted in structural design to prevent structural capacity degradation. The present study focuses on the historical trend of corrosion addition rules for ship structural design and investigates their effects on the ultimate strength performance such as hull girder and stiffened panel of double hull oil tankers. Three types of rules based on corrosion addition models, namely historic corrosion rules (pre-CSR), Common Structural Rules (CSR), and harmonised Common Structural Rules (CSR-H) are considered and compared with two other corrosion models namely UGS model, suggested by the Union of Greek Shipowners (UGS), and Time-Dependent Corrosion Wastage Model (TDCWM). To identify the general trend in the effects of corrosion damage on the ultimate longitudinal strength performance, the corrosion addition rules are applied to four representative sizes of double hull oil tankers namely Panamax, Aframax, Suezmax, and VLCC. The results are helpful in understanding the trend of corrosion additions for tanker structures.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
• /
• 해양환경안전학회 2004년도 추계학술발표회
• /
• pp.129-135
• /
• 2004

선체구조 부재에는 이중저의 거더 및 늑판등에서 유공을 가진 판이 많이 사용되고 있고, 이는 중량 경감, 사람 및 화물의 이동, 배관 등의 목적으로, 보통은 강도상 큰 문제가 없는 부위에 위치하지만, 때로는 불가피하게 높은 응력이 작용하는 부위에 설치해야 한 경우도 있다. 이러한 판에 유공의 존재는 면내 하중에 의한 탄성좌굴강도 및 최종강도에 큰 영향을 주게 된다. 따라서, 유공판의 탄성좌굴강도 및 최종강도 평가는 선박의 초기 구조설계단계에서 구조부재 치수를 결정할 때 검토해야 할 중요한 설계기준 중의 한가지 이다. 그러므로, 유공판에 대한 합리적인 신뢰적인 탄성좌굴강도 및 최종강도 설계식이 필요시 되고 있다. 본 연구에서는 다양한 종횡비와 유공의 치수비 그리고 세장비의 영향을 고려하여 탄소성대변형 유한요소법을 근간으로 한 해석코드인 ANSYS를 사용하여 수치계산을 수행하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
• /
• pp.583-591
• /
• 2005

The ship plating is generally subjected to combined in-plane load and lateral pressure loads. In-plane loads include axial load and edge shear, which are mainly induced by overall hull girder bending and torsion of the vessel. Lateral pressure is due to water pressure and cargo. These load components are not always applied simultaneously, but more than one can normally exist and interact. Hence, for more rational and safe design of ship structures, it is of crucial importance to bitter understand the interaction relationship of the buckling and ultimate strength for ship plating under combined loads. Actual ship plates are subjected to relatively small water pressure except for the impact load due to slamming and panting etc. The present paper describes an accurate and fast procedure for analyzing the elastic-plastic large deflection behavior up to the ultimate limit state of ship plates under combined loads. In this paper, the ultimate strength characteristics of plates under axial compressive loads and lateral pressure loads are investigated through ANSYS elastic-plastic large deflection finite element analysis with varying lateral pressure load level.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제10권2호
• /
• pp.41-47
• /
• 2004

선체구조 부재에는 이중저의 거더 및 늑판등에서 유공을 가진 판이 많이 사용되고 있는데, 이는 중량 경감, 사람 및 화물의 이동, 배관 등의 목적이다. 보통은 강도상 큰 문제가 없는 부위에 위치하지만, 매로는 불가피하게 높은 응력이 작용하는 부위에 설치해야 할 경우가 있다. 이러한 판에 유공의 존재는 면내 하중에 의한 탄성좌굴강도 및 최종강도에 큰 영향을 주게 된다. 따라서, 유공판의 탄성좌굴강도 및 최종강도 평가는 선박의 초기 구조설계단계에서 구조부재 치수를 결정할 매, 검토해야 할 중요한 설계기준 중의 한가지가 된다. 그러므로, 유공판에 대한 합리적이고 신뢰적인 탄성좌굴강도 및 최종강도 설계식이 필요하게 되었다. 본 연구에서는 다양한 종횡비와 유공의 치수비 그리고 세장비의 영향을 고려하여 탄소성대변형 유한요소법을 근간으로 한 해석코드인 ANSYS(7.1)를 사용하여 시리즈해석을 수행하였다.

• 한국항해항만학회지
• /
• 제31권5호
• /
• pp.435-445
• /
• 2007

선체는 기본적으로 얇은 판부재들의 조합으로 구성되어 있으며 이들 중 상당수는 유공을 가진 유공판(Perforated plate)으로 이루어져있다. 선체에 설치된 유공판으로서는 선체 상갑판 해치(하역시설로 사용), 선저부의 거더와 플로어(중량경감과 선박 건조 및 검사시 통로확보용), 다이어프램(중량경감 및 파이프 관통의 목적)등이 있다. 이들 유공판에 압축하중이 작용하면 좌굴과 최종강도 특성이 크게 변화할 뿐만 아니라 수반되는 면내응력도 재 분포하게 되어 심각한 문제를 발생한다. 본 연구에서는 실선에서 사용 중인 유공보강판의 모델을 조사하여 비선형 유한요소법(ANSYS)을 사용하여 종방향 압축하중이 작용하는 경우에 대해서 유공비, 웹 치수, 웹 두께 그리고 보강재 단면을 변화시켜가며, 최종강도 시리즈 해석을 수행하고, 최종강도 예측 설계식을 제안하였으며, 식의 정도성을 검증하기 위하여 유한요소해석 결과와 비교하여 정도를 확인하였다. 제안된 설계식은 초기구조설계 시 유공보강판의 최종강도 계산에 유용하게 사용되리라 판단된다.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제29권1호
• /
• pp.103-112
• /
• 1992

선박의 최종굽힘 모멘트는 설계에 적용되는 주요강도로써 이를 추정하는 여러방법들이 제안되었는데, 판과 보강재로 이루어진 구조요소의 압축 최종강도에 대한 추징에서 시작되는 것이 일반적이다. 본 논문에서는 최종굽힘 모멘트를 구하기 위해 보강판의 압축 강도추정을 지금까지 제안된 여러가지 방법을 정리하여 소개하고, 실선 설계에 적용될 수 있는 유용성 측면에서 검토하였다. 그 결과를 이용하여 3척의 살물선에 대한 신뢰성 해석을 수행하였다. 선박에 작용하는 파랑굽힘 모멘트는 선급규정에 의해 계산하였다. 본 연구의 신뢰성 해석 문제는 안전여유식의 형태가 비선형임을 고려하여 Advanced First-Order Reliability Method를 이용하였다. 몇가지의 해석예로부터 선체구조의 신뢰성 검토측면에서 최종강도 추정방법을 비교하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
• /
• 한국항해항만학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.55-60
• /
• 2005

선체구조 부재에는 이중저의 거더 및 늑판등에서 유공을 가진 판이 많이 사용되고 있고, 이는 중량 경감, 사람 및 화물의 이동, 배관 등의 목적으로, 보통은 강도상 큰 문제가 없는 부위에 위치하지만, 때로는 불가피하게 높은 응력이 작용하는 부위에 설치해야 할 경우도 있다. 이러한 판에 유공의 존재는 면내 하중에 의한 탄성좌굴강도 및 최종강도에 큰 영향을 주게 된다. 따라서, 유공판의 탄성좌굴강도 및 최종강도 평가는 선박의 초기 구조설계단계에서 구조부재 치수를 결정할 때 검토해야 할 중요한 설계기준 중의 한가지 이다. 그러므로, 유공판에 대한 합리적인 신뢰적인 탄성좌굴강도 및 최종강도 평가가 필요시 되고있다. 본 연구에서는 다양한 종횡비와 유공의 치수비 그리고 세장비의 영향을 고려하여 탄소성대변형유한요소법을 근간으로 한 구조해석프로그램인 ANSYS를 사용하여 수치계산을 수행하였다.