• 제목/요약/키워드: 복합소재선박

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CNT소재를 포함하는 복합소재의 수명예측을 위해 가속열화 시험 및 머신러닝 기법을 이용한 수명예측 비교 연구 (A Comparative Study of Life Prediction using Accelerated Aging Tests and Machine Learning Techniques to Predict the Life of Composite Materials including CNT Materials)

  • 김성동;김남호
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2022년도 춘계학술대회
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    • pp.456-458
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    • 2022
  • 국제해사기구의 환경규제로 조선소에서는 선박의 효율향상을 위한 다양한 연구를 추진하고 있으며, 선박의 무게절감을 위한 노력이 진행 중이다. 최근, CNT소재를 포함하는 복합소재는 일반 철판 소재 대비 40% 이상 무게절감이 가능한 장점이 있어, 선박의 클램프나 도어스킨으로 대체사용이 가능한 장점이 있다. 이에, 본 연구에서는 CNT소재를 포함하는 복합소재의 수명예측을 위해, 가속열화시험 방법과 머신러닝 기법을 이용한 수명예측을 통해 결과를 비교하였다. 가속열화시험은 아레니우스 모델식을 이용하였고, 머신러닝 기법은 회기분석 알고리즘을 이용하여 수명을 예측하였다.

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연안 항해 중소형 선박을 위한 운영 및 유지보수(O&M) 지원 서비스 아키텍처 설계

  • 황훈규;김배성;김정훈;권해경
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2019년도 춘계학술대회
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    • pp.121-122
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    • 2019
  • 차도선과 같은 연안 화물 여객선에는 필수 탑재 항해통신장비 이외에 유지보수 지원이나 운항 효율 향상을 위한 장비는 거의 탑재 되어 있지 않은 상황으로 ICT 기술 기반 운영 및 유지보수(O&M, operating and maintenance) 지원 서비스 제공 시스템 도입이 필요하다. 이에 중소형 선박 기자재의 데이터 수집, 통합, 분석을 통해 선박 관리, 유지보수 지원, 운항 모니터링 등의 스마트 O&M 서비스를 제공하기 위한 시스템의 개발을 진행 중에 있다. 개발하는 시스템은 빅데이터 분석 기술, 모바일 어플리케이션 개발 기술, 증강현실(AR) 기술을 기반으로 선박을 구성하는 요소의 상태 모니터링, 최적 관리, 원격 유지보수 지원 등의 서비스를 제공할 예정이다. 또한, 클라우드 기반 육해상 통합 O&M 서비스 지원 시스템의 개발을 통해 선단 단위 분석, 중소형 해운선사 소모품 관리 및 운영 지원 등 종합적인 부가 서비스를 제공하는 것이 목적이다. 이러한 시스템의 개발이 완료되면, 실선 시험을 통해 개발 시스템과 서비스의 유용성을 검증할 계획이다. 본 논문에서는 이러한 O&M 지원을 위한 시스템에 관해 소개하고, 앞서 언급한 각종 서비스를 제공하기 위한 선박 및 육상 측 구성요소 정의와 서비스 아키텍처의 설계에 관한 내용을 다룬다.

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FRP선체 복합재료와 구조용 접착제의 실험적 연구 (A Study on the Characteristics of FRP Composites and Structural Adhesives)

  • 최한규
    • 선박안전
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    • 통권26호
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    • pp.4-23
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    • 2009
  • 선체용 복합재료 및 구조용 접착제와 신공법인 진공 성형법으로 건조한 레저선박에 강화플라스틱 구조기준을 그대로 적용하기에는 무리가 있으며, 따라서 복합재료, 수지, 접착제 및 진공 성형법 등 현장조사를 토대로 복합소재 및 접착제를 이용한 시험편을 제작하여 복합재료의 기계적 특성, 구조용 접착제에 대한 신뢰성 평가 및 국내외 기준 비교 검토를 통한 국내 실정에 적합한 검사기준을 제안하고자 한다.

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500톤급 탄소섬유 복합소재 경비함 건조가능성 검토 (Feasibility Study of a 500-ton Class Patrol Vessel Made of Carbon Fiber Reinforced Polymer)

  • 장재원;이상규;;;이주형;오대균;임상혁;권용원;황인혁
    • Composites Research
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    • 제35권5호
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    • pp.347-358
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    • 2022
  • 탄소섬유 복합소재의 우수성은 이미 여러 산업분야에서 입증되었으며, 조선산업 또한 예외는 아니다. 특히, 해양선진국에서는 탄소섬유 복합소재 선체의 해군과 해경의 특수선박이 이미 실전 배치된 바 있다. 국내에서도 10톤 급 레저선박 혹은 30톤 급 고속정 등에 탄소섬유 복합소재가 적용된 바 있으나, 아직까지 수 백 톤 이상의 경비함급에 대한 연구는 이루어진 바 없다. 본 연구에서는 해외 유사사례 분석을 통해 탄소섬유 복합소재 선체의 500톤 급 경비함에 대한 건조가능성 검토를 수행하였다. 연구결과, 기존 알루미늄 혹은 FRP 선체 대비 약 21%~25%의 경량화가 가능함을 확인할 수 있었으며, 이러한 경량화 효과는 동급 선박보다 최대 운항 속력의 향상과 함께 작전 반경의 향상효과 또한 기대할 수 있는 것으로 시뮬레이션되었다.

직교이방성 복합소재 프로펠러 수치해석 (Numerical Analysis of Orthotropic Composite Propellers)

  • 김지혜;안병권;유원선
    • 한국해양공학회지
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    • 제33권5호
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    • pp.377-386
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    • 2019
  • Flexible composite propellers have a relatively large deformation under heavy loading conditions. Thus, it is necessary to accurately predict the deformation of the blade through a fluid-structure interaction analysis. In this work, we present an LST-FEM method to predict the deformation of a flexible composite propeller. Here, we adopt an FEM solver called OOFEM to carry out a structural analysis with an orthotropic linear elastic composite material. In addition, we examine the influence of the lamination direction on the deformation of the flexible composite propeller.

FRP 복합재료 선박의 구조강도 평가에 관한 연구 (A Study on the Structural Strength Assessment of FRP Composites Boat)

  • 최한규;권수연
    • 선박안전
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    • 통권28호
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    • pp.46-63
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    • 2010
  • 플레저보트의 고강도 및 경량화 추세에 따라 복합재료 등 관련 소재의 경량화가 요구되었고, 이에 부응하여 관련 신소재 개발과 진공성형 신건조공법 등이 출현하였으며, 이러한 신공법을 이용한 선박건조가 증가하고 있는 실정에 따라 선박의 구조강도 평가가 중요한 과제로 부각되고 있다. 또한 선박의 안전성 확보와 고객의 편리 도모를 위한 플레저보트 구조강도 확인을 위한 시험방법 등도 다양화할 필요가 있다. 따라서 진공적층 및 수적층 성형방법으로 건조한 플레저보트를 대상으로 선체구조 강도 시험 결과를 비교 분석하여 우리 실정에 적합하고 플레저보트의 안정성 평가를 위한 선체구조 강도 시험 기준안을 제시하고자 한다.

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선박 인테리어용 섬유제품 적용 난연/내광 복합기능성 가공 연구 (Dyeing and Finishing on Interior Textile of Shipping)

  • 김미경;정대호;김영국;안승국
    • 한국염색가공학회:학술대회논문집
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    • 한국염색가공학회 2012년도 제46차 학술발표회
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    • pp.103-103
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    • 2012
  • 크루즈 페리 선박의 인테리어 섬유 내장부품은 고도의 난연성과 내구성, 그리고 높은 수준의 감성과 심미적 기능을 만족하는 고기능성 소재로 구성된 섬유 복합체이다. 이는 화재, 전복 등 돌발 사고에 대하여 탑승자를 보호하고, 쾌적한 실내 분위기를 제공함으로서 안전운행을 유도하며, 높은 수준의 감성과 심미적 기능을 부여함으로서 품위와 가치를 증가시키는 기능이 있다. 난연기능이 부가된 난연사의 경우 복합가공 즉, 방오, 항균, 소취 기능을 추가 부여하게 되면 난연 기능이 급격히 저하되는 결정적인 단점이 있다. 이로 인해 가혹한 난연 성능이 요구되는 선박용 인테리어 섬유제품의 경우 그 규격을 만족하기란 쉽지 않기 때문에 원사제조에서부터 염색공정, 가공공정에 걸쳐 각 단위 공정별로 복합적으로 난연, 방오, 항균소취 기능들의 추가 보완이 필요한 실정이다. 또한 최근 사용자 입장에서는 용도에 따라 여러 가지 기능이 복합된 원단을 요구하는 사례가 많아지고 있는 실정이며, 많은 후가공 공정시 난연가공과 더불어 복합적으로 추가 가공시 난연성 저하 등의 문제가 있다. 본 연구에서는 선박용 인테리어 섬유제품의 Spec.을 만족시키기 위해 난연 직물의 염색 후가공에 적용되는 염조제 성능을 조사하고 고견뢰 및 균염을 만족하는 난연 내광 등의 복합기능성을 확보하기 위한 기초기술을 검토하였다.

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고속성형 복합소재 및 수송용 경량부품 개발 (Development of quick molding composite materials and lightweight parts for automotive applications)

  • 권용원;장호윤;김진홍;민병환;박종승
    • 한국염색가공학회:학술대회논문집
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    • 한국염색가공학회 2012년도 제46차 학술발표회
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    • pp.20-20
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    • 2012
  • 최근, 수송기기 분야는 국제 환경규제 강화에 따른 CO2 절감, 연비향상, 경량화를 위한 기술적 수요가 증대되고 있으며, 그린카, 그린선박 등 친환경 수송기기에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만, 기존의 금속소재가 가지는 경량화의 한계를 극복하기 위해서는 CFRP, GFRP 등 금속대체 복합소재를 적용한 수송용 경량부품 개발에 대한 필요성이 요구되고 있다. 복합소재는 섬유사이에서 응력을 전달하는 기지(Matrix)와 하중을 전달하는 섬유(Fiber)의 종류와 양 및 적층 각도에 따라 수송용 부품에 적합한 기계적 특성을 얻을 수 있고, 높은 비강도와 비강성의 값을 갖게 되어 경량화가 용이한 장점이 있다. 반면, 섬유재의 종류, 성형방법, 경화온도 등에 따라 물리적 특성에 큰 변화가 발생하며, 수지의 경화조건에 따라 성형시간이 많이 소요되는 단점을 가지고 있다. 따라서, 본 연구에서는 자동차, 선박, 항공기, 철도차량 등 각종 수송기기의 경량화를 목적으로 생산성 향상 및 성형시간 절감을 위해 열가소성 수지, 저온속경화 수지를 적용하여, 경화 시간을 단축시키고, 3D-fabric 및 다층구조 직물을 Vacuum Infusion 공법으로 성형하여, 기존의 섬유재 적층시 소요되는 작업 공정을 간소화 할 수 있도록, 고속성형 복합소재를 적용한 수송용 경량부품 개발에 관한 연구를 수행하였다.

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안전·운용 지원 시스템을 적용한 해양레저선박 이송장치 개발 (Development of Transporter for Marine Leisure Ship with Safety and Operation Support System)

  • 김배성;황훈규;윤성원;김태엽;강종린
    • 한국해양공학회지
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    • 제33권5호
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    • pp.486-494
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    • 2019
  • Recently, the interest in marine leisure activities has been growing rapidly with the work-life balance trend. In response to this demand, the Korean government is supporting fostering and revitalizing the relevant industries and facilities. In particular, a marina has been making efforts to change itself into a resort with multiple amenities instead of a simple mooring facility. However, the facilities in a marina for the transport of marine leisure equipment mostly consist of cranes and boat-lifts using ropes, which can result in incidents such as damage and accidents during lifting or movement. This paper proposes the equipment and support system for the safe transportation of marine leisure ships. Aluminum transport equipment was designed by performing a structural analysis to achieve a lighter weight than the existing steel products. In addition, a safety support system with alarms for tilting or obstacles and a slope monitoring system was developed to enhance the safety during operation and transportation. The safety support system developed in this study was implemented and installed in the transport system, and verified through commissioning on land.

자율운항지원 서비스와 해양사고 대응 서비스 제공을 위한 시스템 아키텍처

  • 신일식
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2020년도 추계학술대회
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    • pp.133-135
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    • 2020
  • 현재 자율운항선박의 성공적 달성을 위해 다양한 연구개발이 진행 중이며 이와 관련하여 자율운항선박의 안전항해 지원을 위해 자율운항 지원 서비스와 해양사고 대응 서비스가 개발되고 있다. 자율운항 지원 서비스는 전자해도표시시스템(ECDIS, Electronic Chart Display and Information System)에서 수립하는 항로 계획 정보를 육상 운항조정상황실에 전송하여 충돌 위험 예측 후 유용한 정보를 자율운항선박에게 제공하는 서비스이다. 이 서비스를 통해 타 선박과 자율운항선박간의 조우 지점과 타 선박의 사전 변침정보를 미리 알 수 있기 때문에 충돌 예측 정보로써 활용할 수 있다. 해양사고 대응 서비스는 현재 사람에 의존적인 해양사고 상황인식 및 해양사고 대응기관에 전파하는 것을 자동으로 상황을 인식하고 사고 대응하는 서비스이다. 이 서비스를 통해 사고 단계별 유용한 정보를 사고선박 및 주변 해양사고 대응기관에 정보를 제공함으로써 추가적인 해양사고 방지와 즉각 대응이 가능하다. 본 연구에서는 2가지 서비스를 성공적으로 제공하기 위해 시스템의 요구사항을 분석하고 시스템 아키텍처를 설계하였다.

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