12m급 FRP 쌍동선의 구조강도 평가

국문 초록 (Abstract)

최근 다양한 목적의 소형 무인선박에 대한 기술개발 관련 연구가 활발히 진행됨에 따라 소재 및 구조 안전성에 대한 중요성도 증대되고 있다. 소형 선박에는 물성이 우수하고 경량 선체 제작이 용이한 FRP(Fiber Reinforced Plastic) 복합재료가 널리 사용되고 있다. 본 논문에서는 선체는 FRP 복합재료, 양 선체의 연결부는 알루미늄 합금을 채용한 12미터급 쌍동선에 대한 구조 안전성 평가를 수행하였다. 구조해석을 위해 복합재료 적층판을 구성하는 각 소재의 물성치를 직접 입력하는 방법을 사용하였으며, 이 적층판 시편에 대한 인장시험 결과와 비교하여 10% 내외의 오차로 등가 탄성률을 추정할 수 있었다. 이러한 복합재료 적층판 모델링 방법은 다양한 적층 사양으로 복잡한 기계적 성질을 가질 수 있는 최종 적층판의 물성치를 있는 그대로 반영함으로써, 실제 복합재료 선박의 구조해석에 있어서 인장강도와 굽힘강도 등 모든 강도를 동시에 고려할 수 있으므로 구조안전성을 신뢰도 있게 평가 가능하다. 한국선급의 고속경구조선 규칙 및 적용지침에 따라 주요 하중 조건을 선정하여 구조해석을 수행하였으며, 평가 대상선은 요구 강도를 만족함을 확인하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Recently, as research on technology development for small unmanned ships for various purposes has been actively conducted, the importance of material and structural safety is also increasing. Fiber Reinforced Plastic (FRP) composite materials with excellent physical properties and easy to manufacture lightweight hulls are widely used in small ships. In this paper, structural safety evaluation was conducted on a 12-meter catamaran that employs FRP composite materials for the hull and aluminum alloys for the connections of both hulls. For structural analysis, a method of directly entering the physical properties of each material constituting the composite laminate was used, and the equivalent elasticity could be estimated with an error of about 10% compared to the tensile test results of this composite laminate. This composite laminated plate modeling method can reliably evaluate structural safety by reflecting the physical properties of the final laminated plate that can have complex mechanical properties with various lamination specifications. Structural analysis was performed by selecting major load conditions in accordance with the rules and application guidelines of Korean Register for high-speed light craft, and it was confirmed that the evaluation target ship met the required strength.

목차 (Table of Contents)

• 요약
• Abstract
• 1. 서론
• 2. 복합재료 물성치 모델링
• 3. 선체구조 해석
• 4. 해석 결과 및 고찰
• 5. 결론
• References