2007 Fiscal Year Annual Research Report
数値シミュレーションに基づく経年船舶海洋構造の強度評価に関する研究
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17206086
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
角 洋一 Yokohama National University, 大学院・工学研究院, 教授 (80107367)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川村 恭己 横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (50262407)
和田 大志 横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (60359700)
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| Keywords | 海上安全 / 船舶工学 / 疲労 / 腐食 / 破壊力学 / 長寿命化 / き裂管理 |
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| Research Abstract |
疲労き裂伝播経路・寿命シミュレーション・コードの実用化研究に関しては、溶接部から発生した疲労き裂の伝播寿命予測の高度化を目指した研究を実施した。即ち、固有応力法によう任意の溶接条件に対する溶接残留応力分布算定法を提案し、この残留応力下で規則的繰返し荷重あるいはランダム荷重を受ける疲労き裂の進展シミュレーションを実施した。計算結果に対応する母材、溶接継手、溶接構造体による規則荷重およびランダム荷重下の疲労き裂伝播試験を実施し、これらが十分な精度で一致することを確認した。なお、ランダム荷重疲労試験に際しては、今回グラフィカルプログラミング言語による試験機入力信号作成プログラムを開発した。さらに、疲労き裂伝播シミュレーションの実船への適用事例として、コンテナ船ハッチサイドコーミングトップの極厚板(80mm)の内在欠陥からの疲労き裂成長について検討した。荷重条件として、いわゆるランダムな嵐荷重モデルを用いると、過大荷重作用後の遅延効果により従来の簡易解析結果と比べ寿命が2〜3倍延びることが確認された。また、偏平な初期欠陥の円形き裂への形状変化挙動も再現でき、板厚貫通時にはほぼ円形き裂となることが確認できた。
腐食材の延性低下現象の解明では、腐食鋼板表面形状に対する弾塑性解析により数値的に塑性変形の局所化と強度低下さらに延性低下を推定可能か検討した。必要な材料の真応カ-真ひずみ関係を求めるために、先ず画像処理による大ひずみ測定法を開発した。このデータを用い解析コードLS-DYNAで破断までの解析を実施したところ実験結果を再現する結果を得た。また、腐食などの経年劣化に対して検査情報を考慮した寿命便益評価に基づく船舶の保守管理法の提案も行っている。
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