2017 Fiscal Year Annual Research Report
多軸応力影響と繰り返し載荷影響を考慮した船体桁の縦曲げ最終強度評価に関する研究
| Project/Area Number |
15H02328
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
藤久保 昌彦 大阪大学, 工学研究科, 教授 (30156848)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
柳原 大輔 九州大学, 工学研究院, 准教授 (10294539)
田中 智行 広島大学, 工学研究科, 准教授 (20452609)
山本 元道 広島大学, 工学研究科, 准教授 (30274111)
田中 義照 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (40373419)
飯島 一博 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (50302758)
辰巳 晃 大阪大学, 工学研究科, 助教 (60736487)
堤 成一郎 大阪大学, 接合科学研究所, 准教授 (70344702)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | 船体構造 / 縦曲げ最終強度 / 二軸圧縮荷重 / 繰り返し圧縮荷重 / 繰り返し硬化 / 流体構造連成 / 流力弾塑性 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
船体の縦曲げ最終強度に対する多軸および繰り返し荷重影響を明らかにするため、H29年度は、二軸繰り返し荷重下の防撓パネルの座屈崩壊試験を実施した。一定の横圧縮応力を負荷した状態で、繰り返し縦圧縮応力を、振幅条件を変えて漸増的に負荷し、座屈変形の累積挙動を調べた。また使用鋼材の圧縮応力域に亘る繰り返し応力～ひずみ挙動を、H28年度に開発した超小型ダンベル型試験片と画像解析による変形計測法を用いて取得すると共に、非線形繰り返し硬化モデルを同定した。実験および非線形有限要素解析の結果より、単調荷重下の最終強度以下の振幅でも、荷重繰り返しにより変形累積が起きること、ただし低サイクルでの累積は、最終強度を超えて始めて顕著になる事が判明した。さらに、幅方向に支配的な2軸面内圧縮を受ける連続防撓パネルの最終強度簡易推定法を開発した。
純曲げを受ける船体の縦曲げ最終強度解析法であるスミス法を、船底荷重による二重底の曲げ影響を考慮できるよう昨年度拡張し（拡張スミス法）、8000TEUクラスのコンテナ船について、シェルFEM解析との比較よりその適用性を示した。H29年度は、14000TEUクラスのコンテナ船にも適用し、この場合もFEM結果と良好に一致する最終強度が得られた。またこれまでスミス法は準静的解析のみに使用されたが、平均応力～平均ひずみ関係を弾性と塑性成分に分離することにより、弾性除荷を含む動的振動応答としての縦曲げ崩壊挙動を効率よく解析できる方法を考案した。H30年度は、その検証を行う予定である。また、船体中央部に弾塑性ヒンジ機構を有する1/100スケールのコンテナ船模型を製作し、これを水槽に船首部から落下させることにより、ホイッピングに類する荷重条件を再現した。H30年度は、この実験結果と動的・拡張スミス法、さらにFEM解析と比較して、提案解析法の精度を明らかにする。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
いずれの研究項目も、当初予定通り進捗している。平成29年度だけで、学術論文発表3件と学会発表8件の成果を得ている。最終年度である平成30年度は、これまでの成果を総合して、多軸応力影響と繰り返し載荷影響が船体の縦曲げ最終強度に及ぼす影響を明らかにすると共に、設計における評価指針を提示する。
|
| Strategy for Future Research Activity |
本研究は、４機関８名の研究者による分担・連携のもと、順調に進捗しており、今後も定期的な会合を持ちつつ、設計における縦曲げ最終強度評価指針の確立、という成果目標の達成を図る。
|
Research Products
(11 results)
