| 配分額 *注記 |
5,900千円 (直接経費: 5,900千円)
2000年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
1999年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
1998年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
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| 研究概要 |
船体の重大損傷は,大波による荷重が船体に繰り返し作用する中で,平板および防撓板に座屈・塑性崩壊が逐次進行することにより生じる。このような繰り返し荷重下の平板および防撓板の座屈・塑性崩壊挙動解析モデルを開発した。
まず,軟鋼材の繰り返し圧縮・引張材料試験を行い,2曲面非線形硬化モデルで応力〜ひずみ関係を良好に再現できることを示した。
つぎに,基本的な構造要素として薄肉アングル材を取り上げ,両端単純支持条件下での繰り返し座屈試験と弾塑性大たわみFEM解析を実施した。そして,2曲面硬化モデルを用いて座屈・塑性崩壊挙動を,局部座屈挙動を含めて良好に再現できることを示した。また,局部座屈部に繰り返し面内荷重が作用すると,曲げの圧縮側が引張側よりも大きなひずみ振幅を受け,さらに圧縮予ひずみによる材料の脆化と重なって,座屈後の亀裂は圧縮側から発生しやすいことを示した。
続いて,薄板矩形板に圧縮・引張の繰り返し面内荷重が作用する場合の座屈塑性崩壊挙動を,FEM解析により調べた。その結果,使用する繰り返し硬化則によって,残留変形および残留ひずみの予測値に大きな違いが生じこと,および一方向に繰り返し面内荷重を受ける矩形板では,非載荷辺中央部に,境界辺に直角方向の引張膜ひずみが発生し,この膜ひずみの累積が亀裂発生の要因となりうることを示した。
最後に,繰り返し荷重下の平板および防撓板の強度および変形挙動を効率的に推定するための平板理想化構造要素(ISUM板要素)を開発した。従来のISUM板要素のたわみ形状関数を改良する事により,繰り返し荷重を受ける場合を含めて高い精度で座屈。塑性崩壊挙動を解析できることを示した。本要素は,梁・柱要素と組み合わせて防撓パネルの解析に容易に応用可能である。また2曲面硬化則を含めて任意のひずみ硬化則を考慮可能である。計算時間は,通常の有限要素法の1/100程度である。
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