坐礁 및 衝突後 船舶의 殘留强度 評價指針

백점기,양수홍,제정신,장기복,A.K. Thayamballi 釜山大學校生産技術硏究所 1995 生産技術硏究所論文集 Vol.49 No.-

본 연구에서는 건전시 뿐만 아니라 좌초 및 충돌후의 선각거더에 대한 안전성 평가지침을 제시하였다. 좌초 및 충돌에 의한 구조손상의 범위와 위치는 미국선급협회 (ABS)에서 제시하고 있는 지침을 바탕으로 정의한다. 선각에 작용하는 극한 종굽힘모멘트의 계산은 선급협회에서 제시하고 있는 설계하중식 또는 간이 직접법을 이용하며. 선각의 최종강도는 해석적인 방법으로 도출한 간이추정식을 적용하여 계산한다. 최종강도치와 최대 작용하중이 얻으지면 이들을 비교하여 선각의 붕괴 가능성을 평가하게 된다. 본 지침의 유용성을 검토하기 위하여 15만톤급 살물운반선에 대해 건전상태와 자초 및 충돌상태에 대한 안전성 평가예를 보인다. In this study, a guide for assessing residual strength of ships after groundlings and collisions is described. Location and extent of structural damages due to grounding/collision which have been defined by American Bureau of Shipping (ABS) are introduced. The extreme vertical bending moment applied in the ship hull is estimated from the rules of classification societies and/or a simplified direct method. The ultimate hull strength is calculated by using analytical simple formula. If the ultimate hull strength is greater than the applied loads then it will be said that the hull is safe. Otherwise it will possibly collapse. As an illustrative example, a bulk carrier of 150,000 dwt in groundings and collisions as well as intact condition is analyzed.

The Durability of Ships Considering Fatigue Cracking

Liu, Donald,Thayamballi, Anil The Society of Naval Architects of Korea 1997 Journal of ship and ocean technology Vol.1 No.1

The larger trends related to cracking in ocean going vessels (primarily tankers and bulk carriers) are reviewed on the basis of available data. The typical interrelated causes of such cracking are: high local stresses, extensive use of higher strength steels, inadequate treatment of dynamic loads, adverse operational factors (harsh weather, improper vessel handling), and controllable structural degradation (corrosion, wear, stevedore damage). Three consequences of cracking are then discussed: structural failure, pollution, and increased maintenance. The first two, while rare, are potentially of high consequence including loss of life. The types of solutions that can be employed to improve the durability of ships in the face of fatigue cracking are then presented. For existing vessels, these solutions range from repairs based on structural analysis or service experience, control of corrosion, and enhanced surveys. For new vessels, the use of advanced design procedures that specifically address dynamic loads and fatigue cracking is necessary. As the preferred solution to the problem of cracking in ships, this paper advocates prevention by explicit design by first principles.

조합하중을 받는 선체 판부재의 최종강도 상관관계 특성

백점기,이상곤,Thayamballi, Anil K 釜山大學校生産技術硏究所 1998 生産技術硏究所論文集 Vol.55 No.-

선체 판부재는 일반적으로 면내 2축 방향 축력, 면내 2축 방향 굽힘, 전단 및 횡압력의 조합하중을 받으며, 최종강도 상태에 도달하기까지 복잡한 거동 특성을 보인다. 구조 부재의 최종강도 특성은 단독하중 성분이 작용할 때와 조합하중이 작용할 때는 서로 판이하게 다르며, 정밀한 구조안전성 평가와 강도설계를 위해서는 조합하중 작용시 강도 상관관계 특성을 정확하게 분석해 두는 것이 중요하다. 본 연구에서는 선체구조를 구성하는 판 및 보강판이 조합하중을 받을 때의 최종강도 상관관계 특성을 분석한다. 이를 위해 본 연구에서는 증분 에너지법과 유한요소법의 조합에 의한 간이 해석법을 적용하여 선체 판 및 보강판에 상기 6개의 하중성분이 조합하여 작용할 때의 탄소성 대처짐 거동을 해석하고, 각 하중 성분간 최종강도 상관관계 특성을 분석한다. Ship plating is normally subjected to combined loads, namely bi-axial compression/tenstion, edge shear, bi-axial in-plane bending and out-of-plane(lateral) pressure loads and shows the complex behaviro up to the ultimate limit state. It is very important to analyz the ultimate strength interaction characteristics of unstiffened and stiffened panels between the combined loads for rational design and safety assessment. The present paper describes an accurate and fast procedure for analyzing the elastic-plastic large deflection behavior up to the ultimate limit state of unstiffened and stiffened panels under combined loads. Using the procedure, the ultimate strength interaction characteristics of unstiffened and stiffened panels subjected to the combined loads are examined.

선체 이중저구조의 좌굴 및 최종강도 설계식의 개발

백점기,김봉주,Thayamballi, Anil K 釜山大學校生産技術硏究所 1998 生産技術硏究所論文集 Vol.55 No.-

최근 산적화물선의 빈번한 침몰사고의 발생으로 국제적으로 산적화물선 선체구조의 구조강도 특성과 구조안정성에 대한 재평가 작업이 이루어지고 있다. 특히 각국 선급협회에서는 주요 구조부 또는 부재의 좌굴 및 최종강도 설계식의 개발에 박차를 가하고 있다. 철광석과 같이 비중이 큰 산적화물을 운반하는 선박의 선저구조는 보통 이중저구조형태로 이루어져 있으며, 이는 선저 내외판과 종 및 횡방향 수직판으로 구성되어 있다. 본 연구의 목적은 선체 이중저구조 부재의 좌굴 및 최종강도 설계식을 개발하는 것이다. 이를 위해 며내 및 면외 조합하주을 받는 선저내외 보강판을 대상으로 직교 이방성판 이론에 의한 탄성대처짐 거동특성을 분석하고, 최종강도 간이 계산식을 도출한다. 또한, 종 및 횡방향 수직판이 면내 조합하중을 받을때의 좌굴 및 최종강도 계산식을 이론적으로 도출한다. 도출한 강도 설계식의 정도는 비선형 유한요소법 등에 의한 수치해석결과와 비교하여 검증한다. Classification societies have provided their own design criteria for structural scantlings of double bottom structures. They are usually based on first yielding and elastic buckling with a simple correction for plasticity. To evaluate the safety and reliability of double bottom structures, the ultimate strength provides a more reasonable criterion than the conventional elastic buckling or first yield criterion. Recently, the leading classification societies are then working on the development of the ultimate strength based design formulations of ship structures. The aim of this study has been to develop ultimate strength design formulations of ship double bottom structures under combined loads, namely a combination of normal pressure loading, shearing forces, longitudinal bending and transverse bending. The validity of the proposed formulae is confirmed by comparing with the nonlinear finite element solutions.

Some recent developments on ultimate limit state design technology for ships and offshore structures

Paik, J. K.,Thayamballi, A. K. Taylor Francis 2006 SHIPS AND OFFSHORE STRUCTURES Vol.1 No.2

<P> It is now well recognized that the ultimate limit state (ULS) approach is more useful for design and safety assessment than the traditional allowable stress approach, because it is difficult to determine the real safety margin of any economically designed structure using linear elastic methods alone. This paper presents some recent advances in the areas related to the ULS design of ships and ship-shaped offshore structures. The ultimate strength formulae of structural components (e.g., support members, plates, stiffened panels, corrugated panels) and global system structures (e.g., ship hulls) are presented. During the last decade, fast advances have been achieved in the areas of the ULS design, and it is convinced that the developments are mature enough to enter in the day-by-day design approach. In the present study, some recent developments related to the ULS design technology, mostly obtained by the authors, are summarized. However, there still remain problem areas to be solved for the ULS assessment of structures in terms of accommodating the effects of structural damages and dynamic/impact loading. Future trends are then addressed in terms of further research and developments.</P>

컨테이너선의 최종 비틀림강도에 관한 연구

백점기,박영일,Pedersen, P.T.,Thayamballi, A.K. 釜山大學校生産技術硏究所 1998 生産技術硏究所論文集 Vol.55 No.-

개단면을 가진 박육보는 폐단면보에 비해 비틀림 강서이 극히 작기 때문에 비틀림 모멘트이 작용시에 크게 비틀려지고, 워핑현상이 생기게 되어 처음에 평면상태에 있던 횡단면은 더 이상 평면을 유지할 수 없게 된다. 따라서, 컨테이너 선박처럼 큰 갑판 개구부를 가진 선박의 구조설계시에는 워핑효과에 대한 분석이 필수 불가결하다. 특히 최종강도를 기준으로 한 컨테이너선박의 구조 안전성평가를 위해서는 비틀림 모멘트 작용시 발생하는 워핑현상이 선각의 최종강도에 어떠한 영향을 미치는지 분석하는 것이 극히 중요하다. 본 연구의 목적은 큰 갑판개구부를 가진 대형 컨테이너 선박의 최종비틀림강도 특성을 분석하는 것이다. 이를 위해 개단면을 가진 박육보에 비틀림 모멘트가 작용할 때 워핑현상의 발생특성을 이론적으로 분석하기 위하여 대표적인 컨테이너 선박의 횡단면에 대해 단위 크기의 비틀림 모멘트가 작용할 때의 워핑응력 및 전단응력분포를 계산한다. 또한, 4,300 TEU급 대형 컨테이너 선박을 대상으로 이상화구조요소법을 바탕으로 개발된 ALPS/HULL 프로그램을 이용하여 비틀림 모멘트가 작용할 때의 최종강도 붕괴특성을 분석한다. The aim of the present study is to investigate the ultimate strength characteristics of ship hulls with large hatch openings under torsion. Axial (warping) as well as shear stresses are normally developed for thin-walled beams with open cross sections subjected to torsion. A procedure for calculating these stresses is briefly described. As an illustrative example, the distribution and the magnitude of warping and shear stresses for a typical container vessel hull cross section unde unit torsion are calculated by the procedure. As part of this tudy, the special purpose non-linear finite element program ALPS/HULL for efficient analysis of the ultimate strength of ship hulls has been developed based on the idealized structural unit method (ISUM). Using the ALPS/HULL program, the progressive collapse behavior of a hypothetical container vessel under torsion is analyzed.