数値シミュレーションに基づく経年船舶海洋構造の強度評価に関する研究

• 研究課題/領域番号: 17206086
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 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: 角 洋一 横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 教授 (80107367)
• 研究分担者: 川村 恭己 横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 教授 (50262407) ; 和田 大志 横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (60359700)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 47,710千円 (直接経費: 36,700千円、間接経費: 11,010千円); 2008年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円); 2007年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円); 2006年度: 11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円); 2005年度: 18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
• キーワード: 海上安全 / 船舶海洋工学 / 破壊力学 / 疲労 / 腐食 / シミュレーション工学 / 長寿命化 / 疲労き裂伝播 / 溶接残留応力 / 数値シミュレーション / 残留塑性域モデル / 腐食ピット / 強度劣化 / 変形能劣化 / エネルギー吸収 / 船舶工学 / き裂管理 / 機械材料・材料力学 / 構造解析

研究概要

船舶海洋構造物の経年劣化の主要メカニズムである疲労き裂の成長と腐食による強度・延性低下について数値シミュレーション手法を確立するとともに開発手法の妥当性を実験的に検証した。疲労き裂伝播シミュレーションについてはコンテナ船疲労危険部位の評価に適用できることが示され、その実用性が実証された。腐食による経年劣化に関しては、その延性低下のメカニズムが、実験および数値計算により初めて定量的に明らかにされた。

研究成果

• [雑誌論文] 変動荷重を受ける溶接継手の疲労き裂伝播予測法 (2008)
  • 著者名/発表者名: 毛利雅志、角洋一、伊藤友一
  • 雑誌名: 日本船舶海洋工学会論文集 7 ページ: 259-270
  • NAID: 110006965139
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strength and deformability of corroded steel plates estimated by replicated specimens (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Sumi
  • 雑誌名: Journal of Ship Production 24-3 ページ: 161-167
  • 査読あり
• [雑誌論文] A computational approach for fatigue crack propagation in ship structures under random sequence of clustered loading (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Okawa and Y. Sumi
  • 雑誌名: Journal of Marine Science and Technology 13-4 ページ: 416-427
  • 査読あり
• [雑誌論文] 変動荷重を受ける溶接継手の疲労き裂伝播予測法 (2008)
  • 著者名/発表者名: 毛利雅志, 角洋一, 伊藤友一
  • 雑誌名: 日本船舶海洋工学会論文集 7 ページ: 259-270
  • NAID: 110006965139
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strength and deformability of corroded steel plates est imated by replicated specimens (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Sumi
  • 雑誌名: Journal of Ship Production 24-3 ページ: 161-167
  • 査読あり
• [雑誌論文] A computational approach for fatigue crack propagation in ship structures under random sequence of clustered loading (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Okawa, Y. Sumi
  • 雑誌名: Journal of Marine Science and Technology 13-4 ページ: 416-427
  • 査読あり
• [雑誌論文] 余寿命便益評価に基づく船体構造の保守管理手法に関する研究 (2007)
  • 著者名/発表者名: 川村恭己, 西本匡伸, 角洋一
  • 雑誌名: 日本船舶海洋工学会論文集 6 ページ: 361-369
  • NAID: 110006614156
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simulation-based fatigue crack management of ship structural details applied to longitudinal and transverse connections (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Okawa
  • 雑誌名: Marine Structures 19 ページ: 217-240
  • 査読あり
• [雑誌論文] 余寿命便益評価に基づく船体構造の保守管理手法に関する研究 (2007)
  • 著者名/発表者名: 川村恭己
  • 雑誌名: 日本船舶海洋工学会 6 ページ: 361-369
  • NAID: 110006614156
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simulation-based fatigue crack management of ship structural details applied to longitudinal and transverse connetions (2007)
  • 著者名/発表者名: T.Okawa, Y.Sumi, M.Mohri
  • 雑誌名: Marine Structures (in press) ページ: 24-24
• [雑誌論文] Simulation-based fatigue crack management of ship structural details applied to longitudinal and transverse connections (2006)
  • 著者名/発表者名: T. Okawa, Y. Sumi, and M. Mohri
  • 雑誌名: Marine Structures 19 ページ: 217-240
  • NAID: 120001749202
  • 査読あり
• [雑誌論文] 表面形状の再現加工による腐食鋼板の引張強度と変形能の解明 (2006)
  • 著者名/発表者名: 角洋一、山村暢隆、山室佑介
  • 雑誌名: 日本船舶海洋工学会論文集 4 ページ: 239-245
  • NAID: 110006163645
  • 査読あり
• [雑誌論文] 腐食ピットの確率モデルによる再現腐食表面形状を有する鋼板の引張試験 (2006)
  • 著者名/発表者名: 中井達郎、角洋一、斉木幸太郎、山本規雄
  • 雑誌名: 日本船舶海洋工学会論文集 4 ページ: 246-255
  • 査読あり
• [雑誌論文] 変動振幅荷重を受ける構造体の疲労き裂伝播シミュレーシ ョン-き裂開閉口モデルを結合した自 動き裂進展解析システムの開発 (2006)
  • 著者名/発表者名: 大川鉄平、角洋一
  • 雑誌名: 日本船舶海洋工学会論文集 4 ページ: 269-276
  • 査読あり
• [雑誌論文] 変動振幅荷重を受ける構造体の疲労き裂伝播シミュレーション (2006)
  • 著者名/発表者名: 大川鉄平, 角洋一
  • 雑誌名: 日本船舶海洋工学会論文集 4 ページ: 269-276
• [雑誌論文] 表面形状の再現加工による腐食平板の引張強度と変形能の解明 (2006)
  • 著者名/発表者名: 角洋一, 山村暢隆, 山室佑介
  • 雑誌名: 日本船舶海洋工学会論文集 4 ページ: 239-245
• [雑誌論文] 腐食ピットの確率モデルによる再現腐食表面形状を有する鋼材の引張試験 (2006)
  • 著者名/発表者名: 中井達郎, 角洋一, 斉木幸太郎, 山本規雄
  • 雑誌名: 日本船舶海洋工学会論文集 4 ページ: 247-255
  • NAID: 110006163646
• [雑誌論文] 船体縦通材の疲労き裂伝播に関する研究-3次元板骨構造の複数き裂同時進展解析 (2005)
  • 著者名/発表者名: 大川鉄平、角洋一
  • 雑誌名: 日本船舶海洋工学会論文集 2 ページ: 331-339
  • NAID: 110004101679
  • 査読あり
• [雑誌論文] Information system for structural integrity of ships (2005)
  • 著者名/発表者名: Y. Kawamura and Y. Sumi
  • 雑誌名: Journal of Engng. for Maritime Environment 219 ページ: 93-106
  • 査読あり
• [雑誌論文] 船体縦通材の疲労き裂伝播に関する研究 (2005)
  • 著者名/発表者名: 大川鉄平, 角 洋一, 毛利雅志, 川村恭己
  • 雑誌名: 日本船舶海洋工学会論文集 2 ページ: 331-339
• [雑誌論文] 3次元ソリッド解析のための完全自動の六面体メッシュ生成手法の研究 (2005)
  • 著者名/発表者名: 川村恭己, Md.shahidul Islam, 角洋一
  • 雑誌名: 日本船舶海洋工学会論文集 2 ページ: 341-350
• [雑誌論文] Information system for structural integrity of ships (2005)
  • 著者名/発表者名: Y.Kawamura, Y.Sumi
  • 雑誌名: Journal of Engineering for Maritime Environment 219-M2 ページ: 93-106
• [学会発表] Numerical simulation of strength and deformability of steel plates with surface pits and replicated corrosion-surface (2009)
  • 著者名/発表者名: Md. Mobesher Ahmmad and Y. Sumi
  • 学会等名: MARSTRUCT 2009
  • 発表場所: Lisbon
• [学会発表] A study on a method for maintenance of ship structures considering remaining life benefit (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Kawamura, Y. Sumi and M. Nishimoto
  • 学会等名: MARSTRUCT 2009
  • 発表場所: Lisbon
• [学会発表] Measurement of true stress-strain and its application to assess the strength and deformability of steel plates with surface pits and replica for general corrosion (2008)
  • 著者名/発表者名: Md. Mobesher Ahmmad and Y. Sumi
  • 学会等名: 日本船舶海洋工学会東部支部秋季講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-11-25
• [学会発表] Measurement of true stress-strain and its application to assess the strength and deformability of steel plates with surface pits and rep1ica for general corrosion (2008)
  • 著者名/発表者名: Md. Mobesher Ahmmad, Y. Sumi
  • 学会等名: 日本船舶海洋工学会平成20年度東部支部秋季講演会
  • 発表場所: メルパルク東京
  • 年月日: 2008-11-25
• [学会発表] Computational approach for fatigue crack propagation in ship structures under random clustered loading (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Sumi
  • 学会等名: XXII International Congress of Theoretical and Applied Mechanics
  • 発表場所: Adelaide, Australia
• [学会発表] Computational approach for fatigue crack management in ship structures under random sequence of clustered loading (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Sumi
  • 学会等名: The 21st Asian-Pacific Technical Exchange and Advisory Meeting on Marine Structures
  • 発表場所: Yokohama
• [学会発表] Strength and deformability of corroded steel plates estimated by replicated specimens (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Sumi
  • 学会等名: 10th International Symposium on Practical Design of Ships and Other Floating Structures
  • 発表場所: Houston Texas, USA
• [学会発表] Computational approach for fatigue crack management in ship structures under random sequence of clustered loading (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Sumi
  • 学会等名: The 21st Asian-Pacific Technical Exchange and Advisory Meeting on Marine Structures
  • 発表場所: Yokohama, Japan
• [学会発表] 検査情報を考慮した寿命便益評価に基づく船舶の保守管理法について (2007)
  • 著者名/発表者名: 川村恭己
  • 学会等名: 日本船舶海洋工学会春季講演会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] バルクキャリアーの航路による余寿命便益の違いについて (2007)
  • 著者名/発表者名: 浅友紀
  • 学会等名: 日本船舶海洋工学会春季講演会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 変動荷重下における溶接継手のき裂進展解析手法の開発と実験による検証 (2007)
  • 著者名/発表者名: 毛利雅志
  • 学会等名: 日本船舶海洋工学会東部支部秋季講演会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] ランダム荷重下における船体構造の疲労寿命評価 (2007)
  • 著者名/発表者名: 大川鉄平
  • 学会等名: 日本船舶海洋工学会東部支部秋季講演会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Crack paths from weld details in three-dimensional plate structures (2006)
  • 著者名/発表者名: Y. Sumi and T. Okawa
  • 学会等名: The 2nd International Conference of Crack Paths(CP 2006)
  • 発表場所: Parma, Italy
• [図書] Numerical simulation of strength and deformability of steel plates with surface pits and replicated corrosion-Surface, in Analysis and Design of Marine Structures (2009)
  • 著者名/発表者名: Md. Mobesher Ahmmad, Y. Sumi
  • 出版者: CRC Press, Taylor & Francis Group
• [図書] A study on a method for maintenance of ship structures considering remaining life benefit, in Analysis and Design of Marine Structures (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Kawamura, Y. Sumi, M. Nishimoto
  • 出版者: CRC Press, Taylor & Francis Group
• [備考] Fatigue Crack Management of Ship Structures under Random Sequence of Clustered Loading, Maritime Engineering Seminar, April 30, 2009, Technical University of Denmark
• [備考] Crack Propagation under random sequence of clustered loading, Solid Mechanics Seminar, April 28, 2009, D'Alembert Institute, University of Pierre and Marie Curie(Paris VI).
• [備考]
  • URL: http://kamome.lib.ynu.ac.jp/dspace/handle/10131/28/items-by-author?author=Sumi%2C+Yoichi
• [産業財産権] き裂進展解析方法 (2008)
  • 発明者名: 角洋一、毛利雅志
  • 権利者名: 横浜国立大学・(株)IHI
  • 産業財産権番号: 2008-100524
  • 取得年月日: 2008-04-08
• [産業財産権] き裂進展解析方法 (2008)
  • 発明者名: 角洋一 毛利雅志
  • 権利者名: 横浜国立大学, (株)IHI
  • 産業財産権番号: 2008-100524
  • 出願年月日: 2008-04-08