Reliability Analysis of Ship′s Longitrdinal Strength for the Rational Ship Structural Design

선박구조설계 합리화를 위한 선체 종강도의 신뢰성 해석

The application of the reliability analysis is investigated as a probabilistic approach to the assessment of ship's structural strength and to the establishment of design format for longitudinal strength. Reliability analyses are carried out for 34 ships of tankers and bulk carriers built in HHI for some failure modes such as tensile yielding, compressive buckling and ultimate strength of hull girder. The safety assessment of each ship, the calculation of sensitivity factors and the derivation of target reliability index are performed. As results. the difference of reliability indices among ships is great for all modes. To provide more uniform levels of safety the establishment of new strength criteria using partial safety factors is performed. The partial safety factors for the design format are obtained according to the AFOSM method and the reliability-conditioned(RC) method. Finally, a design format using partial safety factors has been proposed. We could find out that new strength criteria can produce consistent reliability indices which are close to the target value.

확률적인 접근법으로서의 신뢰성 해석법의 소개와 이의 선체 구조 강도 평가 방법에의 적용에 관해 고찰하였다. 당사에서 건조한 유조선 및 살물선 34척을 대상으로 인장 항복강도, 보강판의 압축 최종강도, 그리고 선각 거어더의 최종강도 등 몇몇 대표적인 종강도 파괴양식에 대해 신뢰성 해석을 수행하였다. 해석결과로서 각 선박에 대한 신뢰도 지수를 보이고 종강도에 대한 신뢰성 해석시의 목표 신뢰도 지수를 제시하였다. 배길이와 건조연도에 따른 신뢰도 지수의 변화를 검토하였으며 결과로서 각 선박의 안전도가 큰 차이를 보임을 알 수 있었다. 각 선박에 대해 균일한 수준의 신뢰도를 제공하기 위하여 부분 안전계수를 이용한 새로운 강도 평가 기준을 마련하였다. AFOSM 방법 및 신뢰성 조건(RC) 방법에 따라 부분 안전계수를 계산하고 이를 비교하였으며 원하는 신뢰도를 줄 수 있는 설계식을 RC 방법으로 구하였다. 부분 안전계수로부터 구한 새로운 설계식을 사용하여 신뢰성 해석을 수행한 선박에 대해 재해석을 실시하였다. 그 결과 처음보다 많이 개선된 균일한 수준의 신뢰도를 얻을 수 있었고 이로부터 신뢰성 해석의 적용가능성과 유용성을 확인하였다.