ハッチサイドコーミングの強度に関する研究

• 研究課題/領域番号: 60550308
• 研究種目: 一般研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 船舶構造・建造
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 山越 道郎 九大, 工学部, 教授 (00037657)
• 研究分担者: 前田 正広 九州大学, 工学部, 助手 (70173713) ; 安澤 幸隆 九州大学, 工学部, 講師 (10191123) ; 福地 信義 九州大学, 工学部, 教授 (80039677)
• 研究期間 (年度): 1985 – 1986
• 研究課題ステータス: 完了 (1986年度)
• 配分額: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円); 1986年度: 800千円 (直接経費: 800千円); 1985年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
• キーワード: 船体強度 / ハッチサイドコーミング / 縦曲げ応力 / 水平防撓材 / ブラケット / 応力集中

研究概要

1.船体の縦曲げによってハッチサイドコーミングおよびコーミングに設けられた水平防撓材に生ずる複雑な変形の発生機構を明らかにするため、ハッチサイドコーミングの直下に縦通隔壁があるコンテナ船をモデル化した模型を用いて曲げ試験を行い、主船体,ハッチサイドコーミングおよび水平防撓材の撓みとひずみを計測した。荷重はジャッキにより中央の4枚の横隔壁の位置にそれぞれ等しい集中荷重を加え模型の前後端で支持することにより、船体中央部の曲げモーメント分布と類似な曲げモーメントが模型に生ずるように計画した。コーミングの水平防撓材と主船体にそれぞれ梁理論が適用できるものと仮定し、水平防撓材とコーミングの接合部に作用する剪断力およびクロスデッキより水平防撓材に作用する軸力を最小仕事の定理を用いて解析した。実験により計測された水平防撓材の応力分布と上記のような方法で計算した応力分布とはよく一致し、ハッチサイドコーミングの応力分布は本研究の解析法でほゞ計算できることがわかった。
2.ハッチサイドコーミング端部のブラケットと上甲板の接合部には、船体縦曲げモーメントによる応力集中のためしばしばクラックが発生するので、ハッチサイドコーミングの寸法およびコーミング端部のブラケットの形状を系統的に変えて、コーミング端部の応力分布を有限要素法によって解析し、ブラケットの形状およびコーミングの寸法と応力集中との関係を調べた。ブラケットの形状が異なる11ケースについて有限要素法による解析を行い、ブラケットと上甲板の接合部における剪断応力およびブラケットの自由辺における切線応力を求めた。計算結果の比較より、ブラケットの先端付近をソフトにすると、先端部の剪断応力は小さくなり、中間部に最大剪断応力が生ずるが、その値は先端付近をソフトにしない場合の最大剪断応力よりかなり小さいことなどがわかった。