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複雑な荷重下における船体強度評価に関する基礎研究

研究課題

研究課題/領域番号 16H04598
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 船舶海洋工学
研究機関横浜国立大学

研究代表者

川村 恭己  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (50262407)

研究分担者 岡田 哲男  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (10753048)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
14,950千円 (直接経費: 11,500千円、間接経費: 3,450千円)
2018年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2017年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2016年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
キーワード最終強度 / コンテナ船 / 2軸圧縮荷重 / 動的最終強度 / ホイッピング / ひずみ速度影響 / FEM解析 / 船体強度 / 防撓板 / 動的影響 / 動的縦曲げ最終強度 / 非線形FEM解析 / 動的荷重
研究成果の概要

近年のコンテナ船の大型化に伴い、従来想定していなかった荷重の船体強度への影響が問題となっている。本研究では第一に、水圧等により二重底に生じる横荷重の強度への影響を検討した。具体的には、2軸圧縮荷重下での防撓板の最終強度解析を行い、横荷重を考慮した防撓板の最終強度算式と、それに基づいた縦曲げ最終強度算出法を提案した。本研究では第2に、ホイッピングを想定した動的荷重に対する崩壊挙動と最終強度への影響を検討した。船体中央断面を模擬したFEM 解析を用いて、荷重の作用時間が崩壊挙動に与える影響を観察するとともに、ダメージを受けた場合の残留強度や、材料モデルの違いによる崩壊挙動に違いについて考察した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来の防撓板の2軸圧縮強度に関する研究では、FEM 解析結果を用いて強度算式を単純に求めた研究が多く、本研究のような様々な要因に基づいた崩壊モードを整理し、そのメカニズムを論じた研究は多くは見られない。また、動的な荷重の強度に対する影響については、船体はりの単純モデルを用いた研究は存在するが、局所的な詳細構造や材料モデルを考慮した動的荷重の影響に関してはほとんど検討されていない。よって、本研究の成果は、近年大型化の著しいコンテナ船や今後の革新的な船体構造開発の際の強度評価に対して、有用な知見を与えることができたと考えている。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 オープンアクセス 2件、 査読あり 2件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] 動的荷重下におけるコンテナ船構造の縦曲げ最終強度及び崩壊挙動の数値シミュレーション(第3報)2018

    • 著者名/発表者名
      田中芙美子、川村恭己、古田島将、岡田哲男
    • 雑誌名

      日本船舶海洋工学会講演会論文集

      巻: 27 ページ: 281-286

    • NAID

      40021746626

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] A study on hull girder ultimate strength of a container ship under dynamic loading considering the effect of strain-rate dependency on material properties2018

    • 著者名/発表者名
      Fumiko Tanaka, Sho Kotajima, Yasumi Kawamura, Tetsuo Okada
    • 雑誌名

      Proceedings of the 31th Asian-Pacific Technical Exchange and Advisory Meeting on Marine Structures (TEAM 2018), Oct.15 - 18, 2018, Wuhan, China

      巻: 1 ページ: 67-73

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] A Study on the Method to Estimate Ship Hull Girder Ultimate Strength Considering Biaxial Compression in Bottom Stiffened Plates2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Naruse, Yasumi Kawamura, Tetsuo Okada
    • 雑誌名

      Proceedings of the ASME 2017 36th International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering (OMAE2017)

      巻: OMAE2017-61430

    • DOI

      10.1115/omae2017-61430

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 動的荷重下におけるコンテナ船構造の縦曲げ最終強度および崩壊挙動のシミュレーション(第2報)2017

    • 著者名/発表者名
      古田島将, 川村 恭己, 岡田 哲男
    • 雑誌名

      日本船舶海洋工学会講演会論文集

      巻: 25 ページ: 365-370

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 2軸圧縮を考慮した船体縦曲げ最終強度算定手法に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      成瀬慶晃, 川村恭己, 岡田哲男
    • 雑誌名

      日本船舶海洋工学会論文集

      巻: 23 号: 0 ページ: 239-249

    • DOI

      10.2534/jjasnaoe.23.239

    • NAID

      130006897742

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 動的荷重下におけるコンテナ船構造の縦曲げ最終強度及び崩壊の数値シミュレーション2016

    • 著者名/発表者名
      古田島将、川村恭己、王德禹、岡田哲男
    • 雑誌名

      日本船舶海洋工学会講演会論文集

      巻: 22号 ページ: 547-551

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A Study on Ultimate Strength of container-ship hull girder under dynamic loading2016

    • 著者名/発表者名
      Sho Kotajima, Yasumi Kawamura, Deyu Wang, Tetsuo Okada
    • 雑誌名

      Proceedings of the 30th Asian-Pacific Technical Exchange and Advisory Meeting on Marine Structures (TEAM 2016)

      巻: 1 ページ: 338-345

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] A Study on the Method to Estimate Ship Hull Girder Ultimate Strength Considering Biaxial Compression in Bottom Plates2017

    • 著者名/発表者名
      Yasumi Kawamura
    • 学会等名
      International Symposium on Safety of Marine Structures & Environmental Protection, Dec4-7, Shanghai Jiao Tong University, China.
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Study on the Method to Estimate Ship Hull Girder Ultimate Strength Considering Biaxial Compression in Bottom Stiffened Plates2017

    • 著者名/発表者名
      Yasumi Kawamura
    • 学会等名
      36th International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering (OMAE2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 動的荷重下におけるコンテナ船構造の縦曲げ最終強度および崩壊挙動のシミュレーション(第2報)2017

    • 著者名/発表者名
      川村恭己
    • 学会等名
      日本船舶海洋工学会平成29年度春季講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] A Study on Ultimate Strength of container-ship hull girder under dynamic loading2016

    • 著者名/発表者名
      Sho Kotajima
    • 学会等名
      The 30th Asian-Pacific Technical Exchange and Advisory Meeting on Marine Structures (TEAM 2016)
    • 発表場所
      Mokpo
    • 年月日
      2016-10-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 動的荷重下におけるコンテナ船構造の縦曲げ最終強度及び崩壊の数値シミュレーション2016

    • 著者名/発表者名
      古田島将
    • 学会等名
      日本船舶海洋工学会春季講演会
    • 発表場所
      福岡県中小企業振興センター
    • 年月日
      2016-05-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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