고속정 설계하중 추정과 FRP선 선체 구조 강도 계산

소개

"고속정 설계하중 추정과 FRP선 선체 구조 강도 계산"에 대한 내용입니다.

목차

1 구조 설계 개요
1.1 구조 설계 개념과 절차
1.2 보, 하중 및 모멘트
1.3 응력
1.4 처짐
1.5 변형
1.6 단면의 특성
1.7 선체 강도

2 구조 설계 분석 및 하중의 종류
2.1 구조설계 분석
2.2 선체 구조에 작용하는 하중의 종류
2.3 선체의 구조 강도 평가
2.4 소형선 구조 요소별 작용 하중
2.5 Panel 및 보강재의 Span과 Spacing 정의
2.6 유효폭(Effective width)

3 충격 하중 추정과 설계 하중
3.1 종거더로서의 선체(Hull as a Longitudinal Girder)
3.2 Heller and Jasper 동적하중 추정
3.3 Robert J. Scott 충격하중 추정
3.4 Westlawn Institute of Marine Technology 충격하중 추정
3.5 Gibbs & Cox, Inc 충격하중 추정
3.6 충격하중 추정 방법 비교

4 갑판, 격벽, 상부 구조물 설계 하중

5 FRP 적층판 안전 계수

6 허용 처짐

7 구조 재료
7.1 구성 요소 작용 하중과 재료 특성
7.2 FRP 재료 특성

8 적층판 강도 계산
8.1 단판 구조의 단일 섬유 적층판
8.2 단판 구조의 복합 재질 적층판
8.3 샌드위치 구조

9 구조 설계 절차
9.1 단판 구조
9.2 Frame
9.3 샌드위치구조

10 구조 강도 계산 사례
10.1 선저판
10.2 종통재
10.3 갑판(단판 및 샌드위치 구조)

부록 1 : 표준 Hat 단면 형상Frame 형상 크기 선정 그래프
2 : 소형선박 휨보강재 간격 규정

본문내용

1구조 설계 개요
1.1구조 설계 절차와 개념
1.1.1구조설계 절차
•최대 응력= 설계 하중에서 구조물 응력
•허용 응력= 소재 극한강도 / 안전계수
•최대 처짐= 설계 하중에서 구조물 처짐
•허용 처짐= 권장 한계 처짐

< 중 략 >

1.2보,하중 및 모멘트
1.2.1보 이론과 작용
휨을 받는 어떤 요소에서 이들 힘이 같은 작용선상에서 작용할 수 없을 경우 서로 상쇄될 수 없는 힘에 의해서 내적 모멘트가 발생된다.이 모멘트는 하중 작용측에 압축,반대 측에 인장력으로 나타난다.보 이론은 압축 측에서는 줄어들고 인장 측에서는 늘어남에 의해서 발생하는 휨 변형에 근거한다. 반대되는 두 힘 사이의 Arm(팔 길이,y)이 크면 클수록 저항 모멘트는 커진다.이것은 보의 두께가 클수록 강성이 커지는 것을 의미한다.직사각형 단면에서 휨에 대한 저항은 두께의 제곱에 따라 증가하지만,폭에 대해서는 선형으로 증가한다(그림 1-1).재료가 중성축에서부터 멀리 떨어지게 배치하는 것이 얼마나 중요한지 알 수 있다.목적은 항상 중량을 최소로 증가시키면서 휨에 저항하도록 하는 것이다.이것을 달성하는 방법중의 하나는 중공보(castellatedbeam:일명 하니컴보)을 사용하는 것이다.

< 중 략 >

1.2.2하중(Load)
물체에 작용하는 외력.외력에는 자중도 포함된다.물체에 하중이 걸리면 응력이 생긴다.이런 의미에서 응력을 발생시키는 원인이 되는 것을 하중이라고 한다.
1) 작용 방법에 따라 분류
-정하중또는 사하중: 시간적으로 변화하지 않는 하중
-동하중 또는 활하중: 시간적으로 변화 작용하는 하중
* 반복하중: 되풀이 작용
* 교번하중: 크기만 아니라 방향도 변하는 하중
* 충격하중: 급격하게 작용하는 하중

참고자료

· Eric Greene, Marine Composites, Eric Greene Associates, Inc. 1999
· Gibbs & Cox, Inc., Marine Design Manual for Fiberglass Reinforced Plastics, McGraw-Hill, New York, 1960.
· Norman Nudelman, Principles of Fiberglass Boat Design and Construction, Westlawn Institute of Marine Technology, 1990.