1991 年度実績報告書

信頼性工学を導入した船体構造設計法の研究

研究課題

研究課題/領域番号	01302034
研究機関	東京大学
研究代表者	大坪英臣東京大学, 工学部, 教授 (20011132)
研究分担者	野本敏治東京大学, 工学部, 教授 (80011170) 室津義定大阪府立大学, 工学部, 教授 (50081386) 信川寿広島大学, 工学部, 教授 (60034344) 郷田國夫筑波大学, 構造工学系, 教授 (40134209) 永元隆一東海大学, 海洋学部, 教授
キーワード	最適信頼性設計 / 疲労被害度 / 薄肉梁 / 大変形 / 船側縦通肋骨 / 構造破損モ-ド / 部材重要度 / 構造パネル
研究概要	構造信頼性基準にもとづいた信頼性設計と、許容信頼度に応じて局部座屈・全体座屈に対する余裕を最適に設定することができ、最も軽量な防撓板を設計可能であることが判明した。現状の問題点を検討整理して疲労強度解析法をまとめ、これに信頼性工学を導入し、損傷解析を行い、この解析法を用いて船体の疲労強度設計を行う場合の疲労被害度、安全性指標を提案した。大変形弾塑性問題を解析できる計算プログラムを作成し、構成式の応力速度の相違による数値解への反映を検討した。また、L型断面防撓材と帯板からなる薄肉断面梁の曲げ実験を行い、大変形時の挙動を調べ、有限要素計算と比較した。不規則波中を航行する船の船体運動を計算して、船側外板に作用する変動波浪荷重を推定し、船側縦通肋骨の疲労強度を評価する計算法を開発した。この計算法を実船の船側縦通肋骨の損傷例に適用して、計算法の有効性を調べた。変位法によるマトリックス構造解析法と塑性節点法を用いて、最終強度に基づく構造破損モ-ドと破損判定式を自動生成することによって、船体構造の信頼性解析を行う方法を確立した。船体構造の座屈および最終強度に対する信頼性評価とそれに基づく部材重要度評価について研究を行うとともに、いくつかの例題を与え本評価法の特徴を考察した。船体構造の平板パネルの圧縮による座屈崩壊確率について研究を加え、船底外板では圧縮荷重と同時に横水圧を受けるため、パネルのアスペクト比・初期不整の形状および水頭により崩壊モ-ドが著しく変わることがわかった。有限要素解析の信頼性評価法を確立し、船体構造解へ応用した。構造最適設計を支援するエキスパ-トシステムを構築した。信頼性を考慮した設計手法を知識ベ-スに加えた。

研究成果

(10件)

すべてその他

すべて文献書誌 (10件)

[文献書誌] 大坪英臣,福村勝: "信頼性評価に基づく構造物の最適設計に関する研究" 日本造船学会論文集. 170. 493-501 (1991)
[文献書誌] 大坪英臣,北村充: "有限要素法による船体構造解析の事後誤差評価に関する研究" 日本造船学会論文集. 170. 463-471 (1991)
[文献書誌] 永元隆一ほか: "溶接構造要素のモデル疲労試験結果と疲労設計法の提案" 日本造船学会論文集. 170. 723-735 (1991)
[文献書誌] 郷田國夫,渡部修: "防撓板付き帯板の大変形挙動" 日本造船学会論文集.
[文献書誌] 渡部修ほか: "Gren型構成式を用いた平面ブロックの弾塑性大変形シミュレ-ション" 構造工学における数値解析法シンポジウム. 15. 279-284 (1991)
[文献書誌] Yoshisada MUROTSU and Hiroo OKADA et.al.: "Reliability Assesment Techniques Appried to the Design at Marine Structures" Proc. of OMAE '91. 229-235 (1991)
[文献書誌] 岡田博雄,室津義定ほか: "破損条件式の複合線形化近似による骨組構造の最終強度解析とそれに基づく信頼性評価" 関西造船協会誌. 216. 225-230 (1991)
[文献書誌] Tetsuya YAO and P.I.NIKOLOV: "Numerical Experiment on Bucling/Plastic Collapse Sehavior of Plates under Cyclic Loading" Proc.U.S.‐JAPAN Seminar on Cyclic Buclibg of Steel Structures and Structural Elements under Dynamic Loading Conditions. Jー4ー11. (1991)
[文献書誌] Tetsuya YAO and P.l.NIKOLOV: "Progressive Collapse Analysis of a Ship's Hull under Longitudinal Bending" 日本造船学会論文集. 170. 449-461 (1991)
[文献書誌] 大坪英臣,久保田晃弘: "相関問題" 培風館, 156 (1991)

1991 年度 実績報告書

信頼性工学を導入した船体構造設計法の研究

研究代表者

大坪 英臣 東京大学, 工学部, 教授 (20011132)

研究成果

[文献書誌] 大坪 英臣,福村 勝: "信頼性評価に基づく構造物の最適設計に関する研究" 日本造船学会論文集. 170. 493-501 (1991)

[文献書誌] 大坪 英臣,北村 充: "有限要素法による船体構造解析の事後誤差評価に関する研究" 日本造船学会論文集. 170. 463-471 (1991)

[文献書誌] 永元 隆一 ほか: "溶接構造要素のモデル疲労試験結果と疲労設計法の提案" 日本造船学会論文集. 170. 723-735 (1991)

[文献書誌] 郷田 國夫,渡部 修: "防撓板付き帯板の大変形挙動" 日本造船学会論文集.

[文献書誌] 渡部 修 ほか: "Gren型構成式を用いた平面ブロックの弾塑性大変形シミュレ-ション" 構造工学における数値解析法シンポジウム. 15. 279-284 (1991)

[文献書誌] Yoshisada MUROTSU and Hiroo OKADA et.al.: "Reliability Assesment Techniques Appried to the Design at Marine Structures" Proc. of OMAE '91. 229-235 (1991)

[文献書誌] 岡田 博雄,室津 義定 ほか: "破損条件式の複合線形化近似による骨組構造の最終強度解析とそれに基づく信頼性評価" 関西造船協会誌. 216. 225-230 (1991)

[文献書誌] Tetsuya YAO and P.I.NIKOLOV: "Numerical Experiment on Bucling/Plastic Collapse Sehavior of Plates under Cyclic Loading" Proc.U.S.‐JAPAN Seminar on Cyclic Buclibg of Steel Structures and Structural Elements under Dynamic Loading Conditions. Jー4ー11. (1991)

[文献書誌] Tetsuya YAO and P.l.NIKOLOV: "Progressive Collapse Analysis of a Ship's Hull under Longitudinal Bending" 日本造船学会論文集. 170. 449-461 (1991)

[文献書誌] 大坪 英臣,久保田 晃弘: "相関問題" 培風館, 156 (1991)

1991 年度実績報告書

大坪英臣東京大学, 工学部, 教授 (20011132)

[文献書誌] 大坪英臣,福村勝: "信頼性評価に基づく構造物の最適設計に関する研究" 日本造船学会論文集. 170. 493-501 (1991)

[文献書誌] 大坪英臣,北村充: "有限要素法による船体構造解析の事後誤差評価に関する研究" 日本造船学会論文集. 170. 463-471 (1991)

[文献書誌] 永元隆一ほか: "溶接構造要素のモデル疲労試験結果と疲労設計法の提案" 日本造船学会論文集. 170. 723-735 (1991)

[文献書誌] 郷田國夫,渡部修: "防撓板付き帯板の大変形挙動" 日本造船学会論文集.

[文献書誌] 渡部修ほか: "Gren型構成式を用いた平面ブロックの弾塑性大変形シミュレ-ション" 構造工学における数値解析法シンポジウム. 15. 279-284 (1991)

[文献書誌] 岡田博雄,室津義定ほか: "破損条件式の複合線形化近似による骨組構造の最終強度解析とそれに基づく信頼性評価" 関西造船協会誌. 216. 225-230 (1991)

[文献書誌] 大坪英臣,久保田晃弘: "相関問題" 培風館, 156 (1991)