자동차 운반선의 갑판 주부재 치수 결정에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

자동차 운반선은 화물의 특성상 여러 개의 갑판을 가지는 구조이며 이 갑판들은 외판 그리고 횡방향 주부재(Transverse web)와 종방향 주부재(Longitudinal girder) 및 필라로 지지되도록 설계된다. 그리고 각 갑판들의 높이 방향 위치는 견적 단계에서 화물의 설계 높이와 갑판 주부재 치수들을 고려하여 정해지며 상세 설계시 이 갑판들의 위치 변경은 매우 힘들다. 과거에는 차량 적재수를 증가시키기 위해 주로 선박의 길이를 증가시켰지만 현재는 파나마 운하의 확장으로 인해 선박의 길이보다는 폭을 증가시키는 추세이다. 그리고 선폭의 변화뿐만 아니라 설계 하중이나 필라 구조의 변화도 다양하게 이루어지고 있으며 이런 변화들은 갑판 주부재 치수 결정과 밀접한 관계가 있다. 이런 변수들을 고려한 초기 갑판 주부재들의 치수 추정이 부정확할 경우 각 갑판의 높이방향 위치는 정해져 있기 때문에 상세 설계 단계에서 비효율적인 선박 설계가 될 수 있다. 그러나 갑판 주부재 치수를 정도 높게 추정하기 위해서는 경계조건에 의한 영향이나 격자구조 효과를 고려할 수 있는 상세한 구조해석이 필요하지만 시간 여유가 없는 견적 단계에서는 이를 수행하기가 쉽지 않다.
본 연구에서는 갑판 주부재 치수 결정에 가장 큰 영향을 미치는 선박의 폭 변화 그리고 필라 배치 변화에 따른 각각의 모델들에 대해 사례별 구조해석을 수행하여 이를 통해 도출된 결과를 바탕으로 각 변수들과 갑판 주부재의 응력 및 처짐과의 상관관계를 유추하였다. 이를 위해 두가지 필라 구조에 대하여 각각 네(4)가지 선폭을 적용한 모델들의 구조해석을 수행하였으며 해석 결과들을 바탕으로 견적 단계에서 쉽게 갑판 주부재 치수를 추정할 수 있는 계산 시트를 작성하였다. 그리고 이 계산 시트로 추정된 부재 치수를 실제 해석모델에 적용하여 결과 차이를 검토한 결과 이를 통해 견적 단계에서도 짧은 시간에 신뢰할 수 있는 갑판 주부재의 치수를 결정할 수 있을것으로 판단된다.

목차 (Table of Contents)

• 국문요약
• 목차
• List of Figures
• List of Tables
• 1. 서론
• 1.1 연구배경
• 1.2 연구목적 및 내용
• 2. 자동차 운반선의 구조적 특징
• 2.1 자동차 운반선 개요
• 2.2 노르웨이 선급의 자동차 운반선 화물창 해석 과정
• 3. 자동차 운반선 화물창 해석 모델
• 3.1 해석 모델 선정
• 3.2 하중 조건 선정
• 4. 해석 결과
• 4.1 한(1) 필라 모델 해석 결과
• 4.2 두(2) 필라 모델 해석 결과
• 5. 최적 부재 치수 도출
• 5.1 최적 부재 치수 도출 개념
• 5.2 최적 부재 치수 도출 시트
• 6. 결과 검증
• 6.1 한(1) 필라 구조
• 6.2 두(2) 필라 구조
• 7. 결론
• 참고문헌
• Abstract