해양자원이송용강관에 미치는 압축부 부분손상의 영향분석

Effect of the Damage on the Compressive Zone upon the Response of a Steel Pipe in the Ocean

손상이 해양자원이송용 강관에 미치는 영향을 알아보기 위해 손상정도를 매개변수로 하여 강관의 항복모멘트를 비교⋅분석하였 다. 강관의 해석에 사용된 하중은 다양한 하중이 작용하는 sagbend 구간의 하중조건을 사용하였다. 강관에 작용하는 휨모멘트로 인하여 압축부와 인장부가 발생하는데, 압축부가 해수면을 향하고 있어서 떨어지는 물체에 손상이 발생하기 쉬우며, 압축부의 손상이 강관의 파괴에 더 중요한 영향을 미친다고 판단되어 손상위치는 압축부로 정하였다. 손상정도는 강관의 직경()과 손상깊이를 비율로 나타내었으며, 그 크기는 0.1%부터 5%까지로 하였다. 손상정도가 0.1%에서 2%까지 증가하는 경우의 항복모멘트는 선형으로 감소하였다. 항복모멘트의 감소폭은 항복모멘트의 1% 정도로 비교적 동일한 크기를 나타내었다. 손상정도가 증가함에 따라 항복모멘트가 감소하는 폭에 대한 변화는 발생하였으나, 항복모멘트 값은 지속적으로 감소하였다.

The effect of the damage of a steel pipe is examined by investigating the yield loading via detailed finite element analysis. Only the load conditions in the sagbend zone are throughly considered. The damages are described as the depth of deformed displacement resulting from the concentrated force on the damage spot in the middle of the pipe. The damage conditions are defined as the ratio of the damage depth(h) to the pipe diameter(D). Various damage conditions are applied to the system from 0.1% to 5% and corresponding load-displacement curves are generated for each condition. It is found that the yield moment decreases as the damage increases. The yield moment decrement shows almost the linear relationship between the damage and the load. With relatively high damages, the values of yield moment decrement become rather smaller than before, showing the different trends from the results with low damages.