Evaluation of Hull Girder Ultimate Strength by Reliability Analysis Using Monitoring Data

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K14960
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 藤 公博 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 助教 (80790716)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 船体縦曲げ最終強度 / 信頼性解析 / 構造モニタリング

Outline of Annual Research Achievements

2015年7月より発効された国際船級協会連合が規定するタンカーとばら積み貨物船に関する調和共通構造規則（H-CSR）では，部分安全係数を導入することで一律かつ確定論的に船体縦曲げ最終強度を評価している．また，近年ではデジタル化の風潮を受け，船舶海洋分野においても多様なモニタリングが実施され，建造中・運航中の様々な状態量に関する実測データの集積が進められつつある．
これを受け，本研究では，初期不整や腐食による板厚減耗，さらには，就航航路などが船体縦曲げ最終強度にどのように影響を及ぼすかについて，実測データを反映させた信頼性解析を通じて評価し，現行の確定論的な規則に代わる確率論を用いたより合理的なアプローチに基づく評価手法の確立を目指している．
2020年度には，船体横断面を構成する主な部材として，パネル付き補強材（縦方向に補強された部材），あるいは，パネル（横方向に補強された部材）を想定し，建造過程で生じる初期不整（初期たわみおよび溶接残留応力）や運航年数の増加に伴う腐食による板厚減耗などの不確定因子によってこれらの構造部材の耐荷力，すなわち，軸応力～軸ひずみ関係がどのように変化するかについて，非線形FE解析によるシリーズ計算を通じて検討を行った．なお，不確定因子のばらつきについてはモンテカルロシミュレーションにより考慮した．この検討を通じて，パネル付き補強材要素およびパネル要素のH-CSR算式の問題点の抽出を行った．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

非線形FE解析結果に基づく軸応力～軸ひずみ関係式の提案が未実施のため．

Strategy for Future Research Activity

パネル付き補強材要素およびパネル要素のH-CSR算式について，新たな算式を提案する．この提案式では，H-CSR算式では直接考慮することのできない初期不整の影響を陽な形で表現できるようにする．なお，提案する算式の妥当性については，試験結果との比較を通じて検証する予定である．
その後，強度のばらつきの評価・荷重のばらつきの評価を経て，最終的には，船体縦曲げ最終強度に関する信頼性評価を行う予定である．

Causes of Carryover

学会等のオンライン開催に伴い，旅費等に係る支出がなかったため．2021年度に実験用の消耗品の購入に充てる予定である．