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선박내 장비의 진동 및 충격 해석프로그램 개발에 관한 연구
배규현(G. H. Bae),이채동(C. D. Lee),서유종(Y. J. Seo),안효동(H. D. Ahn) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
현재 조선 분야는 해양환경 보호 및 규제 대응, 에너지효율 향상을 위한 친환경 선박기술, 최적의 에너지 효율로 자율 또는 무인 선박 운항을 위한 정보통신기술(ICT)이 접목된 스마트 선박기술 개발이 이루어 지고 있다. 선박 스마트화 및 에너지 절감을 위한 기술집역형 선박제조 기술의 일환으로 선박 내의 ICT 관련 기술 접목이 증가하며, 전자장비 적용이 광범위하게 진행 중이다. 특히, 해군에서 사용하는 군함의 경우는 작전 수행의 위한 성능으로 선박을 제어하는 각종 전자 장비의 건전성(Integrity)을 확보하는 것은 매우 중요하다. 선박의 전자 장비는 선박 운행시 발생하는 구동계에 의한 진동, 파도에 의한 충격성 진동 등 열악한 진동 환경에 노출되며, 이에 따라 지속적인 진동에 의한 피로 파괴 또는 충격성 진동에 의한 파괴 우려가 있다. 군함은 일반적인 상용 선박과 달리 폭발이나 사격, 급격한 기동으로 인한 충격 등의 조건이 있어 이를 위한 규격들이 제시되고 있으나 국내의 경우에는 관련한 기술의 분석이나 연구가 미진한 실정이다. 이를 위해서는 전자장비 및 전자장비를 보호하는 렉(Rack), 콘솔(Console)의 구조적인 분석을 통하여, 외부로부터 전달되는 진동과 충격에 대한 특성을 검토하고 설계하기 위한 기술의 구축이 필수적이다. 본 연구에서는 선박 전자장비 및 구조물의 진동 특성을 분석하기 위하여 대상 시스템의 모델링을 집중질량-스프링 수치적인 모델링 방식을 적용하고, 탄성 마운트의 특성과 위치에 따른 전장 장비 및 구조물의 고유진동수와 충격에 의한 응답 특성의 계산이 가능한 프로그램을 개발하였다. 기존의 상용 유한요소 모델의 결과 등과 비교를 통하여 개발 프로그램의 성능 검증을 수행하였다.