波浪中の船舶・海洋構造物の対疲労安全性評価に関する研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09450377
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 冨田 康光 大阪大学, 工学部, 教授 (30029251)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 深沢 塔一 金沢工業大学, 工学部, 教授 (80143171) ; 角 洋一 横浜国立大学, 工学部, 教授 (80107367) ; 大沢 直樹 大阪大学, 工学部, 助教授 (90252585) ; 橋本 聖史 大阪大学, 工学部, 助手 (50183554) ; 船木 俊彦 大阪大学, 工学部, 教授 (90029174)
• Keywords: 安全性評価 / き裂損傷 / 波浪荷重 / 疲労強度 / き裂開閉口挙動

Research Abstract

船舶・海洋構造物の安全性評価の精度向上のため、通常の設計条件の下での従来の破壊力学的計算手法では表現できない損傷事例も再現可能な損傷評価手法を検討した。
船舶が遭遇する荷重条件の調査・検討結果を基に損傷事例を再現できる損傷評価手法を構築すると共に過大荷重がき裂開閉口挙動に及ぼす影響の実験及び表面き裂のき裂開閉口挙動の数値シミュレーションを容易に行うためのプログラム開発を行い以下の知見を得た。
1)船体の損傷は嵐に遭遇した後に発見される例が多く、嵐による大荷重と損傷の関連性を考慮した損傷解析法が重要である。
2)船体構造部材が受ける波浪荷重は遭遇する波長及び波向きによって大きく異なり従来の疲労設計荷重を基にした損傷評価法は実航行状態を適切に表現しているとは言い難い。
3)嵐状態における荷重の頻度分布は従来用いられているレーレー分布と異なる可能性がある。
引張の過大荷重はその大きさが大きいほど、き裂伝播を加速させる効果が大きく、引張圧縮の過大荷重はさらに加速効果が大きい。
5)き裂損傷には表面き裂の発生・伝播挙動が支配的である。
上記の知見をもとに過大荷重によるき裂伝播挙動の評価法並びに損傷評価手法を構築し試解析を行い、構築した損傷評価手法により損傷事例の再現が可能であることを確認した。