超高張力鋼の適用による高品質軽量化船の開発に関する研究

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01850094
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 上田 幸雄 大阪大学, 溶接工学研究所, 教授 (30029037)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 村川 英一 大阪大学, 溶接工学研究所, 助教授 (60166270) ; 矢尾 哲也 広島大学, 工学部, 教授 (20029284) ; 岡田 博雄 大阪府立大学, 工学部, 教授 (90081398) ; 豊田 政男 大阪大学, 工学部, 教授 (00029191) ; 冨田 康光 大阪大学, 工学部, 教授 (30029251)
• Keywords: 高張力鋼 / 高品質軽量化船 / 座屈強度 / 最終強度 / 疲労強度 / HT係数 / 理想化構造要素法 / 信頼性評価

Research Abstract

高張力鋼を用いた場合に、必然的に薄板構造になり、大きい外力の作用下では、座屈することも考えられる。したがって、高張力鋼を用いて設計する場合の設計概念として、許容応力設計・座屈許容設計・最終強度設計がある。これらを用いた場合の甲板の寸法と生じる現象を検討した。
高張力鋼の有効性を、甲板パネルの圧壊強度を対象として検討した。(1)甲板パネル圧壊強度に対するHT係数を定義し、その計算手順を確立した。(2)降状応力σ_Yが、24kgf/mm^2,32kgf/mm^2,36kgf/mm^2のHT係数を求めた。
繰り返し荷重のもとでパネルが示す座屈・塑性崩壊挙動について、有限要素法による弾塑性大たわみ解析を行ない、パネルに対して座屈許容設計を適用する場合の許容応力として、初期降状強度を採れば、変形は完全に可逆的であり、合理的であることが明らかになった。また、定ひずみ振幅下では、座屈・塑性崩壊が生じても、繰り返し数の増加と共に平均応力ー平均ひずみの関係はある一定のヒステリシスル-プに収束していく傾向のあることが明らかになった。
すみ肉溶接止端部から発生・伝播する疲労亀裂の挙動を基礎的に明確にするため、切欠半径Pを有するCT試験片に繰り返しを与え、亀裂開口応力・亀裂閉口応力・引張塑性域が生じだす荷重(RPG荷重)を高精度コンプライアンス法を用いて計測した。その結果、亀裂が成長しだすと亀裂開口荷重及び閉口荷重は上昇し、ステ-ジIIの領域ではほぼ一定値となり、亀裂開口荷重〈RPG荷重)亀裂閉口荷重となることが確認された。前年度から継続している、超高張力鋼製コンテナ船の試設計と船底外板パネルの圧壊強度とその信頼性評価法の検討を、静水荷重及び疲浪荷重の確立分布特性を考慮して行なった。

Research Products

• [Publications] 室津 義定、岡田 博雄、田中 哲雄、大石 剛、仁保 治、西村 勝好: "半没水型双胴船の構造信頼性評価" 日本造船学会論文集. 167. 205-213 (1990)
• [Publications] 勝田 順一、上田 正治、豊貞 雅宏: "二相域圧延したTMCP鋼の脆性き裂伝播解析" 日本造船学会論文集. 167. 261-269 (1990)
• [Publications] 信川 寿、M.Abdul Rahim、矢尾 哲也: "Optimization of Ship Structures Besed on Plastic Design" 日本造船学会論文集. 168. 419-429 (1990)
• [Publications] 八尾 哲也、Plamen Ivanov Nikolov: "Buckling/Plastic Collapse of Plates under Cyclic Loading" 日本造船学会論文集. 168. 449-462 (1990)