損傷を有する海洋構造関の耐荷力に関する研究

1991 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 01460165
• 研究種目: 一般研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 船舶構造・建造
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 矢尾 哲也 広島大学, 工学部, 教授 (20029284)
• 研究分担者: 宮川 佳夫 広島大学, 工学部, 助手 (50229803) ; 藤久保 昌彦 広島大学, 工学部, 助教授 (30156848) ; 道本 順一 海上保安大学校, 助教授 (80106806)
• 研究期間 (年度): 1989 – 1991
• キーワード: 円筒ブレ-ス材 / 座屈・塑性崩壊 / デント損傷 / 海洋構造物 / 理想化構造要素法 / 有限要素法 / 耐荷力試験 / 弾塑性大たわみ解析 / Elastoplastic Large Deflection Analysis

研究概要

本研究では、海洋構造物の円筒ブレ-ス材にデント損傷が生じた場合、ブレ-ス材の耐荷力がどのような影響を受けるかを明かにする目的で一連の耐荷力試験および有限要素法解析を行い、以下の知見を得た。
1.デントが生じた部分には、大きな残留応力が発生しており、デント底部はかなりの部分が降伏している。
2.デントが剛性・強度に及ぼす影響としては、幾何学的な影響の他にこの残留応力の影響も無視できない。
3.デントが圧縮力を受ける場合、デントの影響で最終強度は低下する。また、最終強度後デントは次第に成長し、やがてデント底の端部近傍で局部座屈が発生する。
4.デントが引張力を受ける場合、デントの影響で剛性が低下する。しかしながら、荷重の増加と共にデントは回復し、最終強度(全断面降伏強度)はデントが無い場合とほとんど変わらない。
5.繰り返し荷重のもとでは、大きなひずみ集中が生じるデント底端部より、容易に亀裂が発生する。さらに、損傷ブレ-ス材を有する構造全体の耐荷力を計算するための理想化構造要素の開発を試みた。本研究の年度内では、従来デントが圧縮側にある場合に対して提案されていたモデルを、デントが引張側にある場合に対しても適用できるよう、改良した。今後さらに改良すべき点として、以下の点があることが明らかになった。
1.デントが圧縮力を受ける場合にはデントの成長を、引張力を受ける場合にはデントの回復を考慮できるモデルを構築する必要がある。
2.デントが引張力を受ける場合、デント回復に伴う剛性の低下を考慮できるモデルを構築する必要がある。
3.デント部に発生している大きな残留応力の影響を考慮する必要がある。