선박의 피로란 무엇입니까?

Jul 17, 2023

선박을 건조하기 전에 구조적인 관점에서 다양한 관점에서 분석적으로 점검하는 것이 필요합니다.

이는 선박 설계를 수치적으로 검증하고 구조적 결함, 손실, 약한 연결 또는 다양한 규모의 부적합으로 이어질 수 있는 불일치 또는 부족점을 확인하기 위한 것입니다. 다양한 규모로 인해 이러한 모든 사항은 단일 소규모 지역에 국한되거나 선박 구조 전체를 손상시키거나 큰 피해를 입힐 수 있는 글로벌 수준에 국한될 수 있습니다.

따라서 모든 선박에 대해 구조적 안전성을 확인하고 선박 설계와 관련된 위험을 식별 및 평가하기 위한 분석이 수행되어야 합니다.

이전에는 대부분의 분석이 첫 번째 원리와 수치 기법을 통해 수행되었습니다. 그러나 시간이 지남에 따라 모든 형태의 분석은 이제 유한 요소 기반이며 소프트웨어 리소스를 통해 실행되는 계산 방법에 추가로 통합됩니다.

선박에 대해 주로 수행되는 구조 해석 유형은 다음과 같습니다.

직접 강도 및 최종 선체 거더 분석은 주로 글로벌 및 로컬 수준에서 선박과 해당 구성 요소의 구조 분석을 다룹니다.

자유 및 강제 진동 해석은 주어진 경량, 중량, 기계 및 장비 작동, 글로벌 및 로컬 수준의 외부 하중 하에서 진동 모드에 관한 구조적 반응을 다룹니다.

생명체와 마찬가지로 무생물도 일정 시간이 지나면 피곤해집니다!

피로란 반복적이거나 반복적인 하중으로 인해 신체에 미치는 구조적 영향을 의미합니다. 간단히 말해서, 피로 하중은 일정 기간 동안 재료의 '마모' 또는 '피로'로 인해 발생합니다.

물리적인 측면에서 피로 하중의 영향은 반복 하중이 가해짐에 따라 신체나 물체에 균열이나 변형이 발생하는 것에서 시작됩니다.

계속해서 하중에 의해 충격을 받으면 문제는 더욱 악화되어 결국 구조물이나 부재의 심각한 파손으로 귀결됩니다.

따라서 다른 의미에서 피로 하중은 시간이 지남에 따라 합산되고 재료의 강도 지지 능력에 영향을 미쳐 파손으로 나타나는 시변 장기 하중으로 정의할 수도 있습니다.

다른 하중과 달리 이는 단기적이지 않으며 구조에 즉시 영향을 미치지 않습니다. 이는 가장 짧은 시간(몇 초 이내)에 구조적 파괴를 일으키는 충격 하중과 달리 가장 느린 형태의 하중 효과입니다.

모든 실제적인 목적을 위해, 구조에 대한 주기적 또는 반복적 하중의 영향은 몇 달에서 몇 년 사이에 파손으로 이어질 수 있습니다.

단순화된 예로, 자동차나 자전거의 엔진, 기어의 베어링과 같은 기계 부품을 고려하면 강도에 따라 사용 기간 동안 반복적인 부하가 가해집니다.

사용이나 유지 관리 수준에 따라 10년 또는 15년 후 어느 시점에서는 저렴한 수리가 불가능할 정도로 차량이 완전히 고장나는 상황에 직면하게 될 것입니다.

다시 말하지만, 비가 오는 곳에 살고 창유리가 부서지면 임시 임시 배치는 며칠 또는 몇 달 동안만 유지되므로 안정적인 배치를 위해 많은 것을 찾아야 합니다. 이 모든 것은 피로 하중의 단순한 사례입니다.

피로하중의 주요 요인은 시간이기 때문에 피로 관점에서 구조물에 있어서 '구조물이나 몸체가 얼마나 오랫동안 생존하는지'를 보는 것이 중요합니다. 기술적인 용어로 이를 피로 수명이라고 합니다. 따라서 위의 예에서 자동차의 경우 10년, 15년, 20년, 임시 창유리의 경우 몇 달 또는 며칠은 피로 수명에 지나지 않습니다.

다른 형태의 구조해석과 달리 구조물의 파손점을 정확하게 추정할 수 있는 직접적이거나 입증된 방법은 없습니다.

구조 파손이나 진동 해석에 대한 정확한 응력 수준을 예측할 수 있고 주어진 조건에서 국지적 및 전역적 수준의 변형과 공진 값에 대한 정확한 모드를 포착할 수 있는 직접 강도 해석과 달리 피로 하중으로 인해 구조물이 얼마나 오래 파손될 수 있는지 확실히 알 수 있습니다.