[선체구조설계시스템] 구조물의 파괴모드, 선체강도 해석

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목차

1. 구조물의 파괴모드 1.1 항복모드 1.1.1 정의 1.1.2 사용되는 예 1.1.3 여러 가지 재료들의 항복응력 1.2 좌굴모드 1.2.1 정의 1.3 피로모드 1.3.1 정의 1.2.1 사용되는 예 1.4 그 외 1.4.1 High tensile steel 1.4.2 앞으로 나아가야 할 길 2. 선체강도 해석 2.1. 선체강도 해석 개괄 2.2. 종강도 해석 2.2.1 종강도 해석 개요 2.2.2 종강도 해석 과정 2.3. 횡강도 해석 2.3.1 최소 일의 원리 2.3.2 모멘트 배분법 Hardy cross법 2.3.3 기울기-처짐법 3. 국부강도 해석 4. 참고자료

본문내용

1.3 피로파괴모드 1.3.1 정의 재료에 변동하는 외력이 반복적으로 가해지면 어떤 시간이 경과된 후 재료가 파괴되는 현상을 피로파괴라 한다. 피로파괴의 경우 가해지는 외력이 정하중에서 파괴 하중보다 훨씬 낮은 값이더라도 하중이 많은 횟수만큼 가해진 후에 파괴된다. 그러나 반복되는 변형률이 극히 작을 경우는 대체로 재료의 피로현상은 나타나지 않는다. 기계, 구조물에서는 실제로 일어나는 파괴에는 피로파괴가 가장 많다. Mild steel의 경우 피로응력은 항복응력의 1/4인데 선박에서는 의 cycle을 견디도록 설계하는 것이 권장되고 있다. 또한 피로 강도는 항복응력이 큰 부재라고 해서 반드시 큰 값을 갖는 것은 아니므로 항복응력은 크지만 피로 강도상의 문제점이 있는 High tensile steel을 사용하는 경우에 피로에 의한 파괴가 문제가 되고 있다. 아직은 이론과 실제가 많은 차이가 있고, 해수 속에서의 재료 특성변화와 관련이 있어서 앞으로 해결해야 할 문제이다. 1.3.2 사용되는 예 어떤 재료의 피로 파괴여부는 그 재료의 S-N커브 그래프를 통해 예측할 수 있다. 이 그래프는 각 재료들의 피로 파괴실험을 통해 구해졌으며 응력과 피로파괴가 일어날 때까지 그 응력이 가해져야 하는 횟수 사이의 관계를 나타낸다. 선박은 평균 25년 동안 운행이 되는 구조물이기 때문에 각 구조부재들의 항복응력, 좌굴응력뿐만이 아니라 가해지는 시간에 따른 피로파괴응력 또한 충분히 고려되어야 한다. 그림 1.5는 steel에 대한 S-N커브이다. 그림 1.5 1.4 그 외 1.4.1 High tensile steel 피로모드에 관해 공부하면서 High tensile steel, 이른바 하이텐에 관해 많이 언급되었다. 우리나라 말로는 고장력강이라고 하며, 인장강도가 이상인 강을 의미한다. 0.2% 정도의 탄소를 함유한 탄소강에 규소, 망간, 니켈, 크롬, 구리 등을 첨가하여 성능을 향상 시킨 것이다. 고장력강은 mild steel에 비해 항복응력이 크기 때문에 같은 강도를 요구하는 상황에서 mild steel을 사용할 때보다 얇은 두께의 부재를 사용할 수 있어서 경량화가 가능하다. 또한 선주의 입장에서는 더 많은 화물을 실을 수 있고, 조선소에서도 부재가 가볍기 때문에 운송시에 드는 석유비용과 크레인의 전력을 절약할 수 있다. 그러