2014 Fiscal Year Annual Research Report
横荷重および衝突残存変形下の船体縦曲げ最終強度の効率的な解析手法の開発
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26289334
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
吉川 孝男 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50380572)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
前田 正広 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70173713)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 船体縦曲げ強度 / 最終高度 / 衝突変形 / 横荷重 / 数値シミュレーション / 逐次計算法 / Smith法 / 横倒れ座屈 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1)船体縦曲げ強度の及ぼす横荷重の評価
まず、横荷重の影響評価のためのFEM解析に関しては、パネルの初期たわみ、補強材の曲げ座屈モード、横倒れモードの初期不整を考慮したFEMモデルを作成し、横荷重が作用した場合と横荷重が作用しない場合に両方に対して縦曲げ最終強度を求め、縦曲げ強度の及ぼす横荷重の影響を調ベるとともに、船体共通構造規則（IACSのCSR-H）の提案する縦曲げ最終強度の対する横荷重影響係数の妥当性を検証した。
次に、Smith法をベースにした横荷重を考慮した船体縦曲げ最終強度計算手法の開発に関しては、補強パネルの軸圧縮下での座屈および座屈後評価において、パネルの局部座屈、補強材の曲げ座屈、補強材の横倒れ座屈、および座屈後強度を初期不整の影響も含めて解析的に追跡する手法を構築した。また、開発した手法を用いて補強パネルの座屈後挙動の計算を行い、弾塑性第変形FEM解析結果と比較し、座屈後挙動を含めて精度よく計算できることを確認した。
2)損傷後の残存強度評価
座礁、衝突によって破断する領域の評価手法の構築に関して、まず、船舶に用いられる鋼材を対象に、破断ひずみに及ぼす3軸応力度影響をBridgemanの切欠き丸棒試験体を用いて求めた。従来は、破断に至るまでの3軸応力度が弾性状態のまま変化しないとして、3軸応力度と破断ひずみの関係を求めていたが、本研究では破断に至るまでの応力状態の変化を弾塑性FEM解析で追跡し、3軸応力度が変形の進行とともに変化する挙動をその力学的メカニズムも含めてく克明に追跡し、弾塑性影響を含めた正確な3軸応力度と破断ひずみの関係を明らかにすることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
船体縦曲げ強度の及ぼす横荷重の評価に関しては、予定通り横荷重の影響評価のためのFEM解析を実施し、横荷重が縦曲げ最終強度の及ぼす影響を明らかにし、船体構造規則（IACSのCSR-H)の提案する縦曲げ最終強度の対する横荷重影響係数の妥当性を検証することができた。また、補強パネルの軸圧縮下での座屈および座屈後挙動を解析的に追跡する手法を構築することができる手法を構築している。
損傷後の残存強度評価に関してが、当初計画ではH27年度実施予定であったが、破断ひずみに及ぼす3軸応力度影響をBridgemanの切欠き丸棒試験体を用いて求め、さらに3軸応力度が変形の進行とともに変化する挙動を弾塑性FEM解析によってその力学的メカニズムも含めてく克明に追跡し、従来は弾性評価であった3軸応力度と破断ひずみの関係を弾塑性影響を含めた正確な3軸応力度と破断ひずみの関係として求めることに成功した。
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| Strategy for Future Research Activity |
ほぼ計画通りに進捗しているので、これまで通りに研究を推進する。
成果については、学術論文や国際シンポジウムでの論文発表を通じて公表するとともに、19th Internationan Ship and Offshore Structures Congress(国際船舶および海洋構造物国際会議）において成果の一部を報告する。
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