해양 시추선용 경량 수밀 공조 덕트의 구조해석 및 강도 평가 (Structural Analysis and Strength Evaluation of a Light and Watertight Air Conditioning Duct for Offshore Drilling Rigs)

서지정보

· 발행기관 : 한국동력기계공학회
· 수록지 정보 : 동력시스템공학회지 / 28권 / 2호 / 52 ~ 60페이지
· 저자명 : 김병탁, 진도훈

초록

본 연구에서는 새롭게 개발하고자 하는 경량 수밀용 공조 덕트가 7 bar의 내압이나 외압을 받을경우에 대한 구조해석을 수행하고 그 강도를 평가하였다. 해당 덕트는 해양 시추선용으로 두께 3 mm 의 STS316L 소재로 되어 있으며, 굽힘에 대한 유연성을 확보하기 위해 길이 방향으로 일정 간격의 주름부가 형성되어 있다. 공조 덕트가 내, 외압을 받을 때 발생하는 응력은 주름부의 피치나 깊이와 같은설계 인자에 의해 상당한 영향을 받으므로, 본 해석에서는 주름부에 발생하는 응력분포의 양상과 설계인자에 따른 응력 수준의 변화를 조사하였다. 마지막으로 시추선이 침몰하여 덕트가 외압을 받게 되면쭈그러짐으로 인해 내부 체적이 감소하여 부력 확보가 어려워질 수 있으므로, 이에 대한 안전성을 검토하기 위하여 좌굴 해석도 동시에 수행하였다. 결과적으로 최대응력은 69~70 MPa로서 항복에 대해충분한 강도를 가지며, 1차 좌굴 모드에 대한 안전율은 약 1.35로 나타났다.

영어초록

The purpose of this study is to conduct a structural analysis and evaluate the strength of the newly developed lightweight watertight air conditioning duct when it is subjected to seven bar of internal or external pressure. The duct is made of STS316L material with a thickness of three mm for offshore drilling ships and has corrugated parts at regular intervals in the longitudinal direction to ensure bending flexibility.
Since the stress generated in which the air conditioning duct is subjected to internal or external pressure is considerably influenced by design factors such as the pitch and depth of the corrugations, this paper focused on investigating the pattern of stress distribution in the corrugated portion and how stress levels changed according to variations in design factors. Finally, the internal volume may decrease due to crumpling, hindering the ability to maintain buoyancy if the drilling ship sinks and the duct is subjected to external pressure. Thus, the buckling analysis was also performed to examine its safety. As a result, the maximum stress was 69-70 MPa, which had sufficient strength against yield, and the safety factor for the first buckling mode was approximately 1.35.

참고자료

· 없음