전선 용접 변형 해석을 통한 선미 블록 탑재 시 축계 변형 예측 연구

국문 초록 (Abstract)

용접으로 제작되는 선체 제작 공정 특성 상 건조 단계에서 필연적으로 선체 변형이 수반되며, 특히 축계에 인접한 선미 블록 탑재시 발생하는 변형은 고 정밀도를 요구하는 추진 축계 정렬 공정에 직접적인 영향을 미치기 때문에 용접에 의한 변형 영향을 고려하여 축계 정렬 작업(Pre-Sighting) 착수 시점이 결정되어야 한다. 축계 작업은 선박의 건조 공기 지연을 유발할 수 있는 매우 중요한 공정으로 현재 조선소에서는 선종별 축계 작업 착수 시점을 선행화 하려는 노력이 진행중이나, 이에 대한 역학적 근거 및 데이터가 전무한 실정으로 축계 작업 착수 시점 최적화에 어려움을 겪고 있다.
이에 본 연구에서는 주요 선종별 선미 블록 탑재 시 발생하는 용접 변형을 유한요소해석을 통해 예측하고, 계측 결과와 비교를 통해 예측 기법의 타당성을 검증하였다. 유한요소해석을 위해 주요 선종별 선미 블록의 해석용 모델을 제작하였으며, 탑재 용접부 개선 형상, 용접 기법 등 실제 용접 조건을 모두 고려하여 고유변형도 기반의 간소화된 탄성 용접 해석(STEM)을 통해 선미 블록 탑재 용접시 발생하는 변형을 예측하였다. 이를 기반으로 블록 탑재 용접부의 축계 영향도 분석을 통해 축계 작업 착수 시점을 판단할 수 있는 기술적 근거를 마련하였다.