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白点基,柳廷錫,李晩承 부산대학교 공과대학 1990 硏究報告 Vol.40 No.-
In ship structure, the corner of the hatch opening on the main deck is one of the hot spot in the sense that stress concentration resulting in initiation of the fatigue crack damage is occured under the action of the repeated loading. In order to perform a more reliable design of ship structure, it is very important to carry out safety assessment on the basis of fatigue strength as well as bucking or ultimate strength. In this study, stress analysis of the corner of the main deck hatch opening for 30 actual ships in conducted by using FEM. Based on these results, stress concentration factor and fatigue life are predicted. It is observed from the result of this study that the stress concentration factor of the objective ships are ranged from 2.1 to 8.2 and fatigue life from 2 to 4 years in general.
白点基,徐興源 부산대학교 공과대학 1992 工大論文集 Vol.43 No.-
The aim of the present paper is to develop a computer program predicting the ultimate fracture strength of initially cracked structures under monotonically increasing external loads. For this purpose, two kinds of 3-D isoparametric solid elements, one 6-node wedge element and another 8-node brick element are formulated along the small deformation theory. Plasticity in the element is checked using von Mises' yield criterion. Elasto-plastic stiffness matrix of the element is calculated taking account of strain hardening effect. If the principal strain at crack tip exceeds the critical fracture strain depending on the material property, the crack tip is supposed to be opened and the crack tip node which was previously constrained in the direction perpendicular to the crack line is becomes free. After that, the crack may be propagated to the adjacent node. Once a crack tip node is fractured, the energy of the newly fractured node should be released which is to be absorbed by the remaining part. The accumulated reaction force which was carried by the newly fractured node so far is then applied in the opposite direction. During the action of crack tip relief force, since unloading may occur in the yielded element, the unloading check should be made. If the yielded element unloads, the elastic stress-strain equation is used in the calculation of the stiffness matrix of the element, while for the loading elements, the elastoplastic stress-strain equation is continuously used. Verification of the computer program is made comparing with the experimental results for center cracked panel subjected to tensil and bending load. Also some factors affecting ultimate fracture strength of initially cracked plates are investigated. It is concluded that the computer program developed here gives an accurate solution and may be useful tool for predicting the ultimate fracture load of initially cracked structural systems under monotonically increasing external loads.
Transverseless AFRAMAX급 이중선체 유조선 구조부재의 안전성평가
백점기,김도현,봉현수,김만수,한성곤 대한조선학회 1993 大韓造船學會誌 Vol.30 No.2
본 연구에서는 힁부재가 없는 AFRAMAX급 신구조 방식의 유조선을 개발하고자 하였다. 설계의 기본 개념은 1) 이중선체구조를 채용하여 해난사고 발생시 기름유출 방지를 피하고, 2) 힁부재가 없는 극히 단순한 선체구조를 채용하여 용접 로봇등을 활용한 자동건조 비율을 높임으로써 건조 생산성을 향상시키는데 주안점을 두고 있다. 설계 결과 얻어진 선체구조는 기존의 유조선 구 조와 매우 상이하다. 초기구조설계단계에서 구조 부재의 치수는 기존의 선급설계 지침을 활용 하여 결정하였으나, 기존의 유조선 구조와 비교하여 구조배치가 크게 바뀌어 졌기 때문에 기존의 선급설계지침을 만족했다고 해서 구성부재와 국부구조뿐만 아니라 구조 전체적으로도 충분한 구조안전성을 가지고 있는지는 확실치 않다. 따라서 직접구조해석에 의한 구조안전성 평가가 필수적으로 요구되며, 이를 위해 저자들은 선체구조의 최종 종강도(ultimate longitudinal strength), 최종 힁강도(ultimate transverse strength) 및 최종 국부강도(ultimate local strength )를 기준으로한 구조안전성 평가를 수행하였다. 본 논문에서는 이들 중에서 국부 구조부재에 대한 안전성평가 문제만을 다루었다. 결론적으로, 본 연구에서 개발한 선체구조는 건전상태(intact condition)하에서 뿐만 아니라 손상상태하에서도 구조부재는 좌굴 또는 붕괴하지 않고 전반적 으로 충분한 구조안전성을 가지고 있다는 결론을 내릴 수 있었다.
이상화구조요소법에 의한 골조구조물의 최종강도해석에 관한 연구
백점기,임화규 한국전산구조공학회 1991 전산구조공학 Vol.4 No.1
본 연구에서는 이상화구조요소법을 적용하여 골조구조물의 비선형해석을 높은정도로서 짧은 계산시간에 수행할 수 있는 해석이론과 컴퓨터프로그램을 개발하였다. 이를 위해 골조구조물을 구성하는 보-기둥(Beam-Column)부재에 대한 이상화구조요소를 부재에 존재하는 초기결함의 영향도 고려하여 정식화한다. 요소의 접선탄성강성행렬은 에너지원리를 적용하여 명시적인 형태로 도출하며, 최종강도조건은 요소에 소성붕괴메카니즘이 형성될때를 기준으로 정식화한다. 또한, 요소의 최종강도후 강성행렬도 근사적인 방법을 이용하여 명시적인 형태로 도출한다. 본해석법의 정도와 유용성은 단위부재 및 골조구조모형에 대한 기존의 실험 및 수치해석결과등과 비교하여 확인한다. This paper presents an efficient and accurate method for nonlinear analysis of frame structures by idealized structural unit method. The main idea behind the present method is to minimize the computational effort by reducing the number of unknowns. An explicit form of the tangential elastic stiffness matrix of the element is derived by the principle of virtual work. The ultimate limit state of the element is judged on the basis of the formation of a plastic hinge mechanism. The elasto-plasto-plastic stiffness matrix of the element is derived by plastic node method and the post-ultimate stiffness equation is formulated under a simple analytic consideration. A comparison between the present solution and the existing experimental and other numerical result for unit column member and simple frame structure is made. If is clear from the result of this study that the present method is very useful because the computing time required is very small while giving the accurate solution.