탈접착 효과를 고려한 복합재 선체의 최종 종강도 특성

Abstract

본 연구는 탈접착 효과를 고려한 복합재 선체의 종강도 해석 기법을 제시하고, 탈접착이 종강도에 미치는 영향에 대해 분석하였다. 용접으로 보강재와 외판이 체결되어 있는 철제 선체와는 다르게 복합재 선체는 보강재와 판이 접착(bonding)을 통해 체결되어 있다. 접착은 용접에 비해 기계적 체결 강도가 낮기 때문에 보강재와 외판 사이의 탈접착이 발생할 수 있고, 이는 선체의 최종강도에 영향을 미친다. 본 연구에서는 복합재 선체의 탈접착 효과를 고려한 종강도 해석 기법을 제시하고, 타당성을 검증하기 위해 해석 기법의 각 단계에서 실험결과와의 비교검증을 수행했다. 이후 적용 예시를 통해 복합재 선체에서 탈접착이 종강도에 미치는 영향에 대한 연구를 수행하였다. 특히 보강재의 형태 및 접착 방법에 따른 종강도 변화 특성에 대해 분석했다. 이를 통해 보강재의 강성이 낮을수록 탈접착 효과가 선체의 종강도에 미치는 영향이 증가함을 확인했다. 또한 접착방식과 보강재 형태 간의 관계를 파악하여 접착방식이 선체의 최종강도에 미치는 영향을 줄이기 위한 방안을 제시했다.

This study presented a longitudinal strength analysis method of the composite hull considering the debonding effect and analyzed the effect of debonding on longitudinal strength of hull. Unlike the steel hull where the stiffener and the plate are fastened by welding, the reinforcement and the plate of composite hull is fastened through adhesive bonding. Since adhesion has a lower mechanical fastening strength than welding, debonding may occur between the stiffener and the plate, which affects the ultimate longitudinal strength of the hull. In this study, a longitudinal strength analysis method considering the debonding effect of the composite hull was presented, and comparative verification with experimental results was performed at each stage of the analysis method to verify its validity. Afterwards, a study was conducted on the effect of debonding on longitudinal strength in the composite hull through application examples. In particular, the characteristics of the change in longitudinal strength according to the shape of the stiffener and bonding method were analyzed. It could be confirmed that the lower the rigidity of the reinforcement, the greater the effect of the deadhesion effect on the longitudinal strength of the hull. In addition, a guideline to reduce the effect of the adhesion method on the final strength of the hull was proposed by capturing the relationship between the adhesion method and the reinforcement type.