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      • 잠수함 반구 구조의 최종강도 설계식

        조상래(Sang-Rai Cho),류소미(Somi Ryu) 대한조선학회 2011 대한조선학회 학술대회자료집 Vol.2011 No.6

        반구 (Hemi-sphere) 구조는 잠수함의 선수미 마개구조로 많이 사용되고 있고, 수압을 받을 때의 최종강도를 기준으로 설계되고 있다. 잠수함의 반구 구조는 직경이 작은 경우 압연(Pressing) 가공으로 제작하게 되고, 직경이 크면 곡판을 용접하여 제작하게 된다. 이와 같은 제작과정에서 초기 형상의 구면 이탈 (Out-of-sphericity), 잔류응력, 가공경화 그리고 두께의 불균일이 발생하게 된다. 이로 인해 잠수함의 다른 구조 부재인 보강 원통이나 보강 원추통 보다 붕괴압력 추정값의 불확실성이 더 큰 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 국내외에서 수행된 반구의 최종강도 실험결과를 사용하여 새로운 최종강도 설계식을 개발하였다. 이 설계식은 Merchant-Rankine의 설계공식을 근간으로 강도저하계수(Knock-down factor)를 회귀분석법으로 유도하였다. 유도된 설계식의 정확도와 신뢰성은 영국 표준규격과 ABS 그리고 DNV선급의 관련 설계식과 비교하여 검증하였다. 또한 용접으로 제작한 후 열처리로 잔류응력을 제거한 실험 모델과의 비교를 통해 잔류응력이 최종강도에 미치는 영향도 규명하였다.

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