衝突によるパイプおよびツェル構造物の損傷と残留強度評価システムの開発

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63850093
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 村川 英一 大阪大学, 溶接工学研究所, 助教授 (60166270)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中長 啓治 大阪大学, 溶接工学研究所, 助手 (10112070) ; 上田 幸雄 大阪大学, 溶接工学研究所, 教授 (30029037)
• Keywords: 海洋構造物 / 衝突 / 損傷 / 歪速度 / 局所変形 / 円筒部材 / 流体力 / 塑性変形

Research Abstract

流体力と歪速度の影響の検討
衝突などの動的現象では、塑性変形に対するひずみ速度の影響が無視できない。また、船舶や海洋構造物では流体力の問題がある。そこで、平成元年度にひき続きこれらについて検討を行ない下記の成果を得た。
1)各種鋼材で梁試験片を作製し、これらに対し、単純支持および両端固定の支持条件の下で衝突実験を実施し、歪速度依存性を明らかにした。
2)梁部材を対象に、歪速度、加工硬化、大変形の効果が考慮できる数値シミュレ-ション法を開発し、実験結果との比較により妥当性を検証した。
3)上記シミュレ-タ-を用いて、衝突によって生じる残留変形に対する歪速度の影響を明らかにした。
4)衝突時に構造物が非弾性的に応答する時の流体力の影響を数値実験により明らかにした。
局所的な変形を考慮した円筒部材の損傷予測
海洋構造物やタンクの多くは円筒形状の部材から構成されており、構造形式の差により、径と長さの比(L/D)や径と板厚の比(t/D)が異る。寸法比L/D,t/Dは部材が荷重を受けて変形する時の変形特性に影響が大であり、これらパラメ-タ-と局所変形の関係を数値シミュレ-ションにより検討し、下記の成果を得た。
1)局所変形が考慮できる円筒構造物の変形解析法を開発した。
2)上記解析法を用いて、寸法比L/D、t/Dと局所変形の関係を明らかにしこれを数値的に示すチャ-トを作成した。
3)上で得られた情報に基づき、与えられた衝突エネルギ-の大きさに対して変形量を予測する手法を開発した。

Research Products

• [Publications] Yukio Ueda,Hidekazu Murakawa and Dianxiang Xiang: "Fundamental Study on Elastic Response of Offshore Structure under CollisionーClassification of Phenomena Based on Hierarchical Nature of Deformationー" Proc.of the First Pacific/Asia Offshore Mechanics Symposium. III. 329-336 (1990)
• [Publications] 上田 幸雄、村川 英一、項殿祥: "被衝突時における海洋構造物の弾塑性応答に対する流体力の影響" 日本造船学会論文集. 168. 409-417 (1990)
• [Publications] Yukio Ueda,Hidekazu Murakawa and Dianxiang Xiang: "Effect of Fluid Force Acting on the Colliding Body upon the ElasticーPlastic Response of an Offshore Structure" Proc.of the First International Conference on Offshore and Polar Engineering (Edinburgh,UK). (1991)