2007 Fiscal Year Annual Research Report
船体桁の複合荷重下における縦最終強度評価法の確立に関する研究
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18106015
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
矢尾 哲也 Osaka University, 大学院・工学研究科, 教授 (20029284)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大沢 直樹 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90252585)
澤村 淳司 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教 (90359670)
藤久保 昌彦 広島大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30156848)
田中 義照 (独法)技術安全研究所, 構造材料部門, グループ長 (40373419)
飯島 一博 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教 (50302758)
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| Keywords | 船体の縱曲げ最終強度 / 理想化構造要素法 / Smithの方法 / 船体桁の曲げ捩り崩壊 / 構造信頼席解析 / 崩壊確率と信頼性指標 / 逐次崩壊試験 / 非線形船体運動応答解析 |
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| Research Abstract |
船体に作用する曲げモーメント、剪断力、捩りモーメントを計算するための特異点分布法を適用した解析コードを、任意の波浪条件に対応できるよう改良し、コンテナ船で曲げモーメントと捩りモーメントの比が1:1程度となることを明らかにした。
理想化構造要素法に関しては、防撓材ウェブとパネルの相互影響によるパネルの局部座屈強度上昇を再現出来るパネル要素と防撓材要素の開発を試み、基礎式は導出したが、解析コードの完成には至っていない。
捩りにより断面に発生する反り応力を求めるための計算法を、従来の縦曲げ逐次崩壊のための簡易計算法のコードに組み込んだ。
昨年度の続いて縮尺1/13のポストパナマックス・コンテナ船の崩壊試験モデルを2体製作し、曲げモーメントと捩りモーメントの比を変えて逐次崩壊試験を実施した。有限要素法を適用した逐次崩壊解析も実施し、試験結果と比較的良い相関が得られた。計算および崩壊試験により、船側外板に涙りによる剪断座屈が、また、曲げモーメントが大きい断面では船底板にも圧縮座屈が発生し、断面全体が崩壊に至ることが明らかになった。
最後に、船体桁の縦曲げ崩壊を対象とした構造信頼性解析を実施した。縦曲げ最終強度に関しては、パネル板厚と材料の降伏応力を統計量と見なし、一方、船体に作用する極限荷重は、時系列の非線形船体運動応答解析結果に基づいて、その統計的性質を明らかにした。そして、同じ前提条件の下では、FOSM法やモンテカルロ法など方法によらず、ほぼ同じ破損確率が得られることを確認した。
本年度得られた信頼性解析に関する研究成果は、現在国際海事機関で進行中の目的指向型新船建造基準作成作業に理論的基盤を与える日本側資料として利用される。
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