수산업분야의 생력화와 조업공정의 단축으로 새로운 활로를 개척할 수 있는 방안으로 보조기계들의 유압화 및 대형화에 사용되는 후벽 유압실린더는 작동응력 거동의 분석과 파손예측의 정확성이 강구되어야만 기계고장으로 인한 해난사고의 개연성을 미연에 감소시킬 수 있다. 균일한 내압을 받는 대형선박용 유압실린더를 수치해석적 방법인 경계요소법을 사용하여 각종 응력 해석의 시도는 엄밀해나 유한요소법의 결과와 비교적 양호하게 일치하고 있다. 축대칭 형상에 대한 반경방향 응력이나 원주방향 응력의 BEM 해석결과는 단일절점과 이중절점 모두 최대 25MPa의 압축응력이나 최대 52MPa의 인장응력이 작용하고 있으므로 재료의 허용응력내에서 작동하고 있음을 알 수 있다. 이중절점 형상함수(double node shape function)를 사용하여 원통형 형상의 구조물에 대한 수치계산 결과의 정확도를 높힐수 있었으며 입력데이터의 증가는 오차감소에 기여하였으나 프로그램의 실행시간(run-time)을 증가시켰다. 코너에서의 트랙션벡터의 불연속 현상을 해결하기 위한 이중절점의 사용은 영역 내부해의 안정성을 확보하였고 경계부근에서의 내부해의 발산을 제거하기 위한 이중지수형 적분법 사용은 해석결과의 오차를 효과적으로 감소시켰다.

It was used boundary element method(BEM) and analysed axisymmetric problem to solve hydraulic cylinder for large vessel acting uniform internal pressure(25N/m super(2)) within elastic limit. This paper was utilized the carbon steel tubes for machine structural purposed model, inner radius was 150mm and outer radius was 250mm, axial length was semi-infinite and the isoparametric element was used. The important results obtained in this study were summarized as follows. Radial, tangential and shearing stress occured the maximum stresses(48, -20 and 34MPa) at the inner radius and the minimum stresses(32, -4 and 18MPa) at the outer radius of the hydraulic cylinder for large vessel. But negative signs have meaning compressive stress and stress diminution ratio was about 0.15MPa/mm. The use of isoparametric element raised accuracy and the increment of input data lessened the error in internal point but computer run-time was increased. The double node was improved the internal solutions to settle discontinuity at corner and the double exponential formula lessened error of stress value at boundary neighborhood. And then coincidence between the analytical and exact results is found to be fairly good, showing that the proposed analytical by BEM is reliable.

• 김옥삼