선체 외판의 곡가공에 사용되는 선상가열법은 역학적으로 대변형 열탄소성 문제라 할 수 있으며 문제의 난해함으로 인해 자동화 기술의 개발에 큰 어려움이 따르고 있다. 이의 해소를 위한 한 방법으로 장 등[1]은 선상가열에 의한 판의 변형을 효율적으로 계산하기 위한 간이 열탄소성 해석기법을 제안한 바 있다. 본 논문에서는 이를 개선하여 온도하강 과정에서의 인장항복을 고려한 새로운 해석기법을 제시하고 실험 결과와 비교 검증하였다. 또한 열탄소성 해석에 의해 구해진 고유변형도가 초기변형도로서 존재하는 탄성 대변형 문제를 다루기 위해 MITC4 응축 쉘요소를 이용한 FEA 프로그램을 구현하였다. 제안된 방법은 곡가공 자동화를 위한 변형의 예측 및 제어에 유용하게 사용될 수 있다.
Line heating is a method widely used in forming ship hull surface. From the viewpoint of mechanics it is large deformation thermal elasto-plastic problem of arbitrary shaped plate. Many researches have been carried out to resolve this problem. Especially, Jang et al.[1] proposed a simplified thermal elasto-plastic analysis method to predict effectively the deformation of plate due to line heating. In this paper, we improved the method of Jang et al.[1] by considering tension yielding in temperature decreasing stage and verified with experimental results. FEA program using MITC4 degenerated shell element was made to deal with elastic large deformation problem. The newly proposed method can be used in the simulation and control of forming hull surface for higher productivity with simplicity and efficiency.
