본 연구의 목표는 정적 탠덤 진수 조건에서 대형 선박 블록의 효율적이고 정확한 종방향 강도 평가를 위한 표준화된 유한 요소 (FE) 메쉬 크기를 확정하는 것이다. FE 해석은 높은 정확도를 제공하지만, 과도한 모델링 및 계산 비용으로 인해 조선소에서의 일상적인 사용에 제약이 있다. 반대로, 간소화된 규칙 기반 빔 이론 평가는 효율적이지만, 복잡하고 부분적으로 용접된 블록 형상을 적절하게 표현 하지 못하여 생산 단계 평가의 정확성에 대한 문제를 갖고 있다. 이러한 격차를 해소하기 위해, 국부적인 용접과 스트롱백 구속 조건을 포함한 실제 제작 단계 조건을 명시적으로 반영한 174K급 LNG 운반선(LNGC) 후미 블록의 상세한 FE 모델을 분석하였다. MSC.NASTRAN 선형 정적 해석법을 사용하여 20mm에서 1,200mm까지의 요소 크기에 걸쳐 조합 응력 응답을 평가하는 체계적인 메쉬 수렴 분석을 수행하 고, 그 결과를 ABS 규칙 기반 계산 결과와 비교 분석하였다. 조밀한 요소 크기(20~100mm)는 국부적인 응력 집중에 의한 응력 차이가 크게 발생하고, 메쉬 크기가 약 800mm 이상에서는 최대응력이 일정하게 수렴하는 결과를 나타냈다. 유한 요소법으로 계산된 조합 응력은 허용 단면 계수 및 구조적 안전성 평가를 포함한 규칙 기반 평가 결과와 높은 일치도를 보였다. 따라서 요소 크기 800mm는 전체적인 종방향 강도 평가에 있어 계산 효율성과 구조적 정확도 사이의 최적의 결과를 제공하는 것으로 확인되었다. 이러한 결과는 선급 협회의 요구 사 항을 준수하면서 신뢰할 수 있고 생산 지향적인 평가를 가능하게 하는 실용적인 유한 요소 모델링 지침을 제공하고 있다.

This study suggests the tangent modulus Et associated with partially yielded section of steel member under axially compressed. The provisions for column strength does not provide a information about failure mode of structural system. So, designers can not evaluate that a failure comes from member buckling or material yielding. The material of the axially compressed column under inelastic behavior reaches yielding point before the axial force renders the column bent. If axial members yields not by buckling effect but gradually yielding effect of material, the design code should accept related tangent modulus Et which is based on gradual yielding effect of material. This study provides the new effective tangent modulus Et derived in the case that residual stress is 30 percent and 50 percent of yielding stress respectively. The study considers idealized I section of steel which ignores web and general I section of steel with web respectively and makes conclude that tangent modulus Et with idealized I section of steel is rational.