종방향 압축하중을 받는 선체 곡판구조의 좌굴 및 최종강도에 관한 연구

A Study on the Buckling and Ultimate Strength for Ship Curved Plate Structures under Longitudinal Axial Compressive Load

선박은 전형적인 박판 구조물이며 종횡으로 보강되어 있고 연속적인 보강판 구조로 이루어져 있다. 선형의 특성상 다수의 평판과 곡판으로 구성되어져 있으며 보강판 주위는 다양한 크기 및 재료인 주변부재(보강재, 대형 거더 등과 같은 대형부재)로 지지되어 있다. 이러한 판 부재에 작용하는 하중성분은 압축하중, 전단하중, 면내 굽힘모멘트, 횡압력의 4가지 하중성분으로 분류할 수 있다. 하중성분들은 항상 동시에 작용하는 것이 아니지만 한 개 이상의 하중성분이 존재하고 상호작용하게 된다. 하중성분들이 선체곡판 구조에 작용할 경우 발생하게 되는 좌굴 및 최종강도 거동의 상호관계를 분석할 필요가 있다. 본 연구에서는 선체 판부재의 붕괴강도에 가장 주요한 요인 중 하나인 압축하중을 적용하여 종횡비, 세장비, 곡판의 곡률반경에 따른 영향에 대한 탄소성 대변형 유한요소 시리즈해석(ANSYS)을 수행하여 선체 곡판구조의 좌굴 및 최종강도 거동 특성을 분석하였다.

Ship are typically thin-walled structures and consists of continuous stiffened plate structures in longitudinal and transverse direction. A characteristic of hull-form consists of the majority plate and the curved plate. Also, The Stiffened plates are supported by the longitudinal Stiffeners and the large girders. Generally, The load components, which apply to plate elements, can classify by four load components with compressive pressure load, edge shear, in-plane bending moment and lateral pressure load. They are not always applied simultaneously but more than one can normally exit and interact. Hence, for more rational and safe design of ship structures, it is crucial importance to better understand the interaction relationship of the budding and ultimate strength for ship's curved plate structures under the load components. In this paper, The ultimate strength characteristic of ship's curved plate structures under longitudinal compressive pressure are investigated through elasto-plastic large deformation finite element series analysis(ANSYS) with varying Aspect ratio, Slenderness ratio and radius of curvature.