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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 정준모
- 발행연도
- 2016
- 저작권
- 인하대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수8
이 논문의 연구 히스토리 (2)
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에너지 사용의 꾸준하게 증가함에 따라 해양 유전 개발이 가속화되어 화석연료 채굴 및 생산을 위한 드릴 쉽, 반 잠수식 시추선, FPSO 등과 같은 부유식 해양 구조물에 대한 관심이 높아지고 있다. 이와 더불어 풍력, 조력, 파력 등 지속 가능한 청정 에너지의 필요성이 증가하여 장소에 제약이 없을 뿐만 아니라, 소음 등의 민원으로부터 자유롭다는 장점을 가지고 있는 먼 바다에서의 재생에너지의 실용화 연구가 활발히 진행되고 있다.
해양에서 가동되는 부유식 해양설비의 경우, 자신이 경험하는 해양조건에서 위치를 유지하기 위하여 사용되는 계류시스템에 대한 최종강도 및 피로강도에 관련된 요구조건 또한 점차 엄격해지고 있다.
본 연구는 계류시스템 중 계류체인(Mooring Chain)에 대한 피로평가에 초점을 맞추고 있다. 기존 계류체인의 피로평가 방법은 체인에 작용하는 축 방향 인장력의 변화만 고려하고 있다. 하지만 해양 구조물 등의 현수선 계류를 위해 사용되는 체인간의 마찰 구속과 과도한 상대각이 계류 체인에 작용하는 면내 굽힘(In-Plane Bending) 및 면외 굽힘(Out-Of-Plane Bending)으로 인한 굽힘 응력이 발생하여 이에 따른 피로 손상을 유발 할 수 있는 것으로 알려져 있다.
본 논문에서는 체인간의 면내외 굽힘으로 인한 피로 손상을 예측할 수 있는 새로운 방법을 제시하는 것을 목적으로 하였다. 기존의 면내외 굽힘을 고려한 피로 예측 방법의 연구의 경우, 여러 문제점을 지녔다. 이를 보완하며 더욱 간소화된 피로 예측 방법을 제시하기 위하여 피로 예측 지점별로 국부 응력을 직접 피로 해석에 사용하는 주응력 기반의 새로운 예측법을 제시하고자 하였다.
계류 체인의 일반을 2장에 설명하였다, 면외 굽힘 응력의 추정을 위한 이론적, 실험적, 수치 해석적 접근법에 대하여 3장에 기술하였다. 4장에서는 굽힘 모멘트의 추정하는 기존 방법론과 그 한계점을 나타내었으며 기존 한계점을 극복할뿐만 아니라 인장력 벡터 이력만으로 면내외 굽힘 응력을 고려한 피로를 산정하는 새로운 프로시져를 소개하였다.
본 연구 논문은 유일하게 OPB/IPB 피로 해석 방법론을 제시하고 있는 BV 가이드라인의 이론적 및 실용적 장단점을 검토하고자 한다. 이를 보완하기 위한 새로운 방법론에 대한 소개를 하고자 한다. 간단한 인장력 이력 및 OPB/IPB 이력을 가정하여 새로운 방법론이 기존 방법론 대비하여 누적 피로도 관점에서 차이점을 보이는지 제시하고자 한다.
해양에서 가동되는 부유식 해양설비의 경우, 자신이 경험하는 해양조건에서 위치를 유지하기 위하여 사용되는 계류시스템에 대한 최종강도 및 피로강도에 관련된 요구조건 또한 점차 엄격해지고 있다.
본 연구는 계류시스템 중 계류체인(Mooring Chain)에 대한 피로평가에 초점을 맞추고 있다. 기존 계류체인의 피로평가 방법은 체인에 작용하는 축 방향 인장력의 변화만 고려하고 있다. 하지만 해양 구조물 등의 현수선 계류를 위해 사용되는 체인간의 마찰 구속과 과도한 상대각이 계류 체인에 작용하는 면내 굽힘(In-Plane Bending) 및 면외 굽힘(Out-Of-Plane Bending)으로 인한 굽힘 응력이 발생하여 이에 따른 피로 손상을 유발 할 수 있는 것으로 알려져 있다.
본 논문에서는 체인간의 면내외 굽힘으로 인한 피로 손상을 예측할 수 있는 새로운 방법을 제시하는 것을 목적으로 하였다. 기존의 면내외 굽힘을 고려한 피로 예측 방법의 연구의 경우, 여러 문제점을 지녔다. 이를 보완하며 더욱 간소화된 피로 예측 방법을 제시하기 위하여 피로 예측 지점별로 국부 응력을 직접 피로 해석에 사용하는 주응력 기반의 새로운 예측법을 제시하고자 하였다.
계류 체인의 일반을 2장에 설명하였다, 면외 굽힘 응력의 추정을 위한 이론적, 실험적, 수치 해석적 접근법에 대하여 3장에 기술하였다. 4장에서는 굽힘 모멘트의 추정하는 기존 방법론과 그 한계점을 나타내었으며 기존 한계점을 극복할뿐만 아니라 인장력 벡터 이력만으로 면내외 굽힘 응력을 고려한 피로를 산정하는 새로운 프로시져를 소개하였다.
본 연구 논문은 유일하게 OPB/IPB 피로 해석 방법론을 제시하고 있는 BV 가이드라인의 이론적 및 실용적 장단점을 검토하고자 한다. 이를 보완하기 위한 새로운 방법론에 대한 소개를 하고자 한다. 간단한 인장력 이력 및 OPB/IPB 이력을 가정하여 새로운 방법론이 기존 방법론 대비하여 누적 피로도 관점에서 차이점을 보이는지 제시하고자 한다.
목차
요약 Ⅰ목차 Ⅲ그림 목차 Ⅴ표 목차 Ⅵ1. 서론 12. 계류 체인 일반 32.1. 체인의 형상과 등급2.2. 검사 하중2.3. 인장력과 면내외 굽힘 모멘트2.4. 면내외 굽힘 모멘트의 영향3. 면내외 인장각 및 유한요소 모델 123.1. FCS의 거동3.2. 면내외 인장각3.3. 구조해석 유한요소 모델4. 기존 방법론 194.1. 기존 방법론에 따른 응력의 추정4.2. 기존 방법론의 문제점5. 최대 주응력 표면 기반 면내외 굽힘 응력 해석법 246. 검증 연구 276.1 링크 및 모델 정보6.2. 면외 굽힘 모멘트-면외 링크각 관계 비교6.3. 간이 신호에 대한 누적 피로도 비교7. 결론 488. 참고문헌 51
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