동적설계해석법

Dynamic design analysis method
해군 함정과 잠수함에 탑재된 모든 필수 임무 장비는 수중 폭발로 인한 충격 하중에 대한 자격을 갖추어야 한다.

동적설계해석법(DDAM)은 수중폭발(UNDEX)에 의한 동적하중 대상 장비의 설계를 평가하기 위해 미국 해군이 개발한 분석 절차다.이 분석은 해군 함정의 갑작스러운 움직임에 따른 충격 하중에 대한 구성 요소의 동적 반응을 추정하는 충격 스펙트럼 분석의 형태를 사용한다.해석 과정은 충격에 의한 구성 요소와 고정된 구조 사이의 상호작용을 시뮬레이션하며, 선상 구조 역학을 위한 표준 해군 공학적 절차다.

배경 및 근거

군용 지대함 및 잠수함에 탑재된 모든 임무 필수 장비는 심층 전하, 해군 기뢰, 미사일, 어뢰 등으로 인한 수중 충격 하중에 대한 자격을 갖추어야 한다.선박이나 잠수함 근처에서 수중 폭발이 일어나면 선박의 전투태세에 치명적일 수 있다.손상은 선체 도금 또는 더 심각한 선체의 홀딩 형태로 발생할 수 있다.더욱이 일부 손상은 명백하지 않을 수 있으며 선박에 탑재된 장비와 시스템의 충격파 하중에 의해 발생할 수 있다.장비 손상은 선박을 무력화시킬 수 있다.수중 충격 연구에 많은 연구 노력이 투입되었고, 특히 제2차 세계대전 이후 기간 동안 비접촉식 수중 폭발로 해군 함정이 무력화될 수 있다는 것이 명백해졌다.[1]따라서, 선상 장비가 충격에 더 저항적이 되도록 하기 위한 공동의 노력이 이루어졌다.이는 선박에 설치하기 전 장비의 실험실 충격 시험을 통해 달성되었다.컴퓨터 시뮬레이션과 모델링 기능의 발달로, 이제 수중 폭발에 대한 선박의 반응을 시뮬레이션하고 광범위한 현장 테스트 없이도 잠재적인 문제나 고장을 식별할 수 있게 되었다.DDAM 분석 기법을 사용함으로써 돈과 시간을 절약할 수 있다.[2]

분석 방법론

DDAM은 물속에서 해군 함정의 자유로운 움직임이 육지 표면에 탑재될 때 무거운 구조물보다 높은 충격 스펙트럼을 생성하기 때문에 충격 탑재 부품과 고정 구조물 사이의 상호작용을 시뮬레이션한다.DDAM은 장비의 질량, 탑재 위치 및 선박의 장비 방향과 관련된 상호작용을 고려한다.

엔지니어는 마운팅에 적절한 충격 응답을 적용하기 위해 수중 폭발 현상의 알려진 특성과 충격 하중 및 충격 스펙트럼의 적용에 대한 표면 선박 또는 잠수함 신체 반응을 모델링하는 DDAM 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 설계를 검증한다.수중 폭발로 인한 선상 장비(예: 돛대, 추진축, 방향타, 방향타, 방향타, 방향타, 베어링, 배기흡기 및 기타 중요한 구조물)의 구성.[3]해석 프로세스는 NAVSEA 0908-LP-000-3010, 충격 설계 계산에 대한 기술적 기준을 제공하고 DDAM 적용에 관한 일반적인 배경 및 교육 자료를 제공하는 표면 선박에[4] 대한 충격 설계 기준에 설명되어 있다.

이 작업을 지원하기 위해 상업적으로 이용 가능한 많은 컴퓨터 모델링 및 시뮬레이션 프로그램을 이용할 수 있다.[5][6]분석가가 모드 형태와 자연 주파수를 결정하기 위해 자연 주파수 분석을 수행한 후, DDAM 프로세스는 일련의 미분류 해군 연구실 보고서(주로 MR-1396, 충격 설계에 대한 설계 값)의 데이터를 기반으로 충격 설계 값의 입력 스펙트럼(즉, 변위 또는 가속도)을 사용한다. 선상 장비[7] 및 FR-6267, 선박의[8] 기계적 충격 설계 배경).DDAM 시뮬레이션 및 분석 소프트웨어의 컴플라이언스 표준은 해군해군시스템사령부(NavSEA)가 유지한다.

보고 형식

해군해군시스템사령부(NavSEA)는 DDAM 분석 및 기술보고서 발간의 내용과 형식을 기술하기 위해 표준화된 형식을 제정했다.이러한 템플릿을 DID(Data Item Descriptions)라고 하며, 일단 특정 계약에 대해 지정하거나 맞춤화하면, 계약의 인도 가능한 항목을 나타내는 CDRL(Contract Data Requirement List) 항목이 된다.정확히 어떤 데이터 항목이 배달에 필요한지는 프로젝트의 성격에 따라 달라진다.DDAM 활동의 DID는 분석 보고서, 동적 충격, 수학적 모델 보고서, 동적 충격 분석 및 동적 충격 분석 확장 요청이다.[9][10][11]

참조

  1. ^ Barber, Pam; Arden, Kevin. "Dynamic Design Analysis Method (DDAM) Using MSC/NASTRAN" (PDF). Newport News Shipbuilding, Newport News, VA. Retrieved June 28, 2012.
  2. ^ "DSTO-GD-0109, The Response of Surface Ships to Underwater Explosions". Defense Science and Technology Organization – Commonwealth of Australia. September 1996. Retrieved June 26, 2012.
  3. ^ "SUPSHIP 280-2, Guide for Mathematical Modeling and Dynamic Shock Analysis of Rudders, Rudder Stocks, and Bearings". Supervisor of Shipbuilding, U.S. Navy. December 1970. Retrieved June 26, 2012.
  4. ^ "NAVSEA 0908-LP-000-3010 (Revision 1), Shock Design Criteria for Surface Ships". Naval Sea Systems Command. September 1995. Retrieved June 26, 2012.
  5. ^ "Nastran Finite Element Analysis and Simulation Software". NEi Software. Archived from the original on January 30, 2013. Retrieved June 28, 2012.
  6. ^ "Dynamic Design Analysis Method (DDAM)". Autodesk, Inc. Retrieved June 30, 2012.
  7. ^ "MR-1396, Design Values for Shock Design of Shipboard Equipment". Naval Research Laboratory. January 1965. Retrieved June 26, 2012.
  8. ^ "FR-6267, Background for Mechanical Shock Design of Ship's Systems". Naval Research Laboratory. March 12, 1975. Retrieved June 26, 2012.
  9. ^ "DI-ENVR-81030, Data Item Description: Analysis Report, Dynamic Shock". Naval Sea Systems Command. September 26, 1990. Retrieved June 28, 2012.
  10. ^ "DI-ENVR-81031, Data Item Description: Mathematical Model Report, Dynamic Shock Analysis". Naval Sea Systems Command. September 26, 1990. Retrieved June 28, 2012.
  11. ^ "DI-ENVR-81279, Data Item Description: Dynamic Shock Analysis Extension Request". Naval Sea Systems Command. July 28, 1992. Retrieved June 28, 2012.