船舶構造強度保全の支援システムに関する基礎研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13450406
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 香川 洸二 九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (00253500)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 豊田 和隆 九州大学, 大学院・工学研究院, 助手 (10274507) ; 前田 正広 九州大学, 大学院・工学研究院, 助手 (70173713) ; 安澤 幸隆 九州大学, 大学院・工学研究院, 助教授 (10191123)
• Keywords: 船体強度 / 船体振動 / 船体構造 / 疲労強度 / モニタリング / 防振設計 / シミューレーション / ニューラルネットワーク

Research Abstract

船体構造は極めて複雑な板骨構造物であるため、その到る所に局部構造としての挙動があり、特有のくりかえし変動応力が発生しているが、必ずしも十分に把握され尽くしているわけではない。このため、思わぬ損傷の発生や加齢による事故も発生しており、常時船体強度を監視する技術の実用化が待たれている。本研究では、このような船体構造の動的挙動と変動(振動)応力による疲労損傷の発生を予測、監視、診断する技術において、できるだけ少数のセンサーを使用して巨視的に構造応答の計測を行い、船体強度の広域監視と強度保全設計を実現するための基礎技術を開発する。
1.就航中船体応答と局部構造の線形、非線形応答に関するシミュレーションモデルの開発。遭遇海象、運航条件、船体構造特性を考慮したシミュレーションモデルを試作し、長年にわたる実船応答データに代わる模擬標本データの時系列解析、長期応答特性の把握検討、診断・予測のアルゴリズムの指針が得られた。
2.少数センサーによる広域監視ヘルスモニタリングへのニューラルネットワークの適用性を明らかにした。
3.シミュレーションモデルを利用した診断、予測アルゴリズムの実験的検証。模型実験には変動荷重をコンピュータコントロールによって与え、構造モデルの線形、非線形応答をセンシングするハイブリット型試験を行い、アルゴリズムの検討・改良を行うとともに、少数センサーによる広域監視アルゴリズムのヘルスモニタリングへの適用性を実証した。
4.振動疲労損傷防止のための共振回避幅の評価法及びニューラルネットワークを用いた防振設計の最適設計手法を作成した。

Research Products

• [Publications] K.KAGAWA, M.MAEDA et al.: "A study on Optimal Vibration Design by using Neural Networks"Proc. of Asian-Pacific Technical Exchange and Advisory Meeting. No.16. 297-306 (2002)
• [Publications] 香川洸二, 前田正広, 他: "ニューラルネットワークによる設計最適化"西部造船会会報. 第102号. 349-360 (2001)