소형선박 알루미늄선 선체 구조 설계

소개글

소형선박 알루미늄 선체설계 및 소형선박 실적선 자료

목차

1. 알루미늄 개요
1.1 알루미늄의 역사
1.2 알루미늄 합금의 호칭 방법
1.3 알루미늄 합금 계열별 특성
1.4 주요 알루미늄 합금의 화학 성분
1.5 기본기호
1.6 기본특성
1.7 알루미늄의 재질 별 특성
1.8 알루미늄의 기계적, 물리적 성질

2. 알루미늄 선체 구조 설계
2.1 선체 구조
2.2. 프레임 설계에 대한 기본 매개 변수 및 필수 고려 사항
1) 프레임 간격 (Frame Spacing)
2) 횡 프레임 (Transverse Frames)
3) 프레임 상세설계 (Frame Design Detail)
4) 양산 고려 사항 (Production Considerations)
2.3. 알루미늄 보트 프레임 설계를 위한 계산 및 관통구멍
1) 프레임 단면계수
2) 프레임 깊이 (Frame Depth)
2.4 요약
3. 선체 생산설계
3.1 도면에 사용하는 선 및 용접선과 기호
3.2 선체구조도면의 약어
3.3 선체 도시 기준
3.4 MOLD LINE의 표기 및 시공
3.5 도면 표기 기호 및 형상
3.6 HOLE & SCALLOP
3.7 알루미늄 용접 이음
3.8 COCKING DOWN 적용
3.9 마진 적용 기준

4. 용접 검사 및 TEST
4.1 AIR TEST (FILLET AIR TEST)
4.2 VACUUM TEST
4.3 MPI (Magnetic Particle Inspection) TEST
4.4 TANK AIR TEST
4.5 HYDROSTATIC TEST
4.6 HOSE TEST
4.7 비파괴검사 (NDT, NON-DESTRUCTIVE TESTING)

부록 A 영국 15M 이하 알루미늄 어선구조기준
부록 B 디자인 고려 사항 (Design Consideration)
부록 C 선박 구조 상세를 위한 설계 가이드

본문내용

1. 알루미늄 개요
1.1 알루미늄의 역사
1825 덴마크의 H.C. Oersted가 Potassium Amalgam과 AlCl3를 이용 주석모양의 금속 덩어리(Metal of Clay)를 제조
1827 독일의 Frederick Woehler, Potassium금속을 사용하여 회색 분말의 Al을 제조. 당시 금보다 더 가치가 있었고 그 수요도 극히 상류층에 한정되었다고 함
1854 Sainte-Claire Deville는 Potassium대신 Sodium으로 대리석 조각 크기의 Al을 생산, Chemical Al Industry 시작
1855 파리 세계박람회에서 최초로 Aluminum Bar와 알루미늄 접시가 일반인에게 공개됨
1885 E.H. Cowles와 A.H. Cowles가 Electrothermal Reduction 방법을 개발
1886 Charles Martin Hall이 Molten Cryolite(Na3AlF6)를 이용, Electrolytic Process를 개발 (최초의 상업적 개발)

< 중 략 >

1.3 알루미늄 합금 계열별 특성
1) 1xxx 알루미늄 99.00% 이상의 합금
1xxx계 알루미늄은 가공성, 내식성, 표면처리성이 뛰어나지만 낮은 강도 때문에 구조용으로는 부적합하다. 순 알루미늄계는 그 특성 때문에 가정용품, 일회용품, 전기, 전자 기구 등 다방면에서 사용되고 있으며, 피막성 또한 좋기 때문에 명판, 반사판, 화학, 식품, 공업용 탱크 등에도 사용된다. 또한, 전기전도성, 열전도성도 우수해 송.배전용 재료 및 방열재료로도 많이 사용된다.
2) 2xxx Al-Cu계 합금
2017, 2024 가 대표적 합금이며 비교적 많은 Cu를 함유하고 있어 내식성이 떨어지므로 부식환경에 노출된 경우에는 방식 처리를 충분히 해 줄 필요가 있다. 기타 합금에 비해 용접성이 떨어지므로 결합에는 주로 리벳, 볼트 접합, 저항 스폿 용접을 한다.

참고 자료

[1] john G. kingdon, Marine Aluminum Design and Construction, Westlawn Institute of Marine Technology, 1990
[2] John Kecsmar, "In the Frame: Part 1", Professional Boatbuilder, January 2021
[3] John Kecsmar, "In the Frame: Part 2", Professional Boatbuilder, February 2021
[4] Iida, K. and Matoba, M., “Fatigue Strength of Hold Frame Ends in Ship Hulls,” International Institute of Welding, 1980.
[5] Matoba, M. and Inoue, K., “Some Stress Intensity Factors for Hull Members in Relation to Fatigue Crack Propagation,” ITW-Doc XIII-1081-83, 1983.
[6] D. J. Eyres, Ship Construction (7th edition), Butterworth-Heinemann, 2012
[7] SSC-331, DESIGN GUIDE FOR SHIP STRUCTURAL DETAILS, SHIP STRUCTURE COMMITTEE, 1990
[8] SSC-379, IMPROVED SHIP HULL STRUCTURAL DETAILS RELATIVE TO FATIGUE, SHIP STRUCTURE COMMITTEE, 1994