Weight Reduction Design for a JIB of Deck Crane for Shipment

Abstract The demand of JIB crane to handle a container or a bulk in a vessel is increasingly because of the growth of the scale of trade through the sea. This deck crane such as JIB crane is required the weight reduction design because it is installed in the deck of a vessel due to the environment regulation. In this study first we carry out the structural analysis of JIB with respect to the luffing angle of it to calculate the maximum equivalent stress of JIB, and next the optimum design for the weight reduction design of JIB. The thickness in a cross section of JIB is adopted as the design variable, the weight of JIB as the objective function, and the von mises stress as the constraint condition for the optimum design of JIB using the ANSYS 10.0. [이 논문은 2008년도 재료 및 파괴부문 춘계학술대회(2008. 5. 29.-30., 충북대) 발표논문임] †책임저자, 회원, 동아대학교 기계공학과 E-mail : gjhan@dau.ac.kr TEL : (051)200-7650 FAX : (051)200-7656 * 동아대학교 BK21총괄사업단** 동아대학교 대학원 기계공학과 1. 서 론 조선업이 호황기를 맞으면서 국내에서는 조선소 건설 붐이 일고 있다. 주로 중견 조선소에 의해 그 추세가 진행되고 있는데, 이들 조선업체는 향후 10년간은 석탄과 곡물 등을 실어 나르는 벌크선과 석유화학제품을 운반하는 PC선의 수요는 증가할 것이라고 보고 있다. 현재와 같은 추세로 인해 지브(JIB)크레인을 장착한 선박이나 벌크선의 증가로 지브크레인의 수요가 증가하고 있다. 현재 국내에 있는 지브크레인들은 노후화 된 것이 많고 외국에서 수입해서 사용되고 있는 것이 많다. 따라서 현재 및 향후에 증가하는 물류량을 감당하기 위해서는 현재의 기술수준에 맞게 개량되어야 하며, 성능향상을 시켜야 하고 현대화의 필요성이 대두되고 있으나, 현재 국내업체는 일본과 유럽업체들의 설계를 모방하고 있는 실정이다.따라서 국내실정에 맞는 지브의 설계기술이 요구되고 있고, 이를 충족하기 위해서 지브구동시의 에너지 절감을 위한 최적의 러핑각도와 지브의 경량화가 필요하다. 이는 곧 경제적인 측면에서 재료의 절감과 비용경비의 최소화를 추구하는 산업용 크레인에 있어 매우 중요하고 필수적인 요소라고 할 수 있다.본 논문에서는 이러한 지브크레인이 30 ton의 하물을 하역 시 재료의 안전율 1.5를 고려한 지브의 러핑각도에 따른 지지점의 반력과 지브의 응력을 유한요소해석을 통해 분석하고자 하였다. 러핑각도에 따른 응력과 반력을 분석함으로서 최소응력과 반력이 나타나는 각도를 산출하고, 하