| 研究課題/領域番号 |
05302054
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
冨田 康光 大阪大学, 工学部, 教授 (30029251)
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| 研究分担者 |
豊貞 雅宏 九州大学, 工学部, 教授 (30188817)
岩田 光正 広島大学, 工学部, 教授 (80034346)
大沢 直樹 大阪大学, 工学部, 助手 (90252585)
橋本 聖史 大阪大学, 工学部, 助手 (50183554)
船木 俊彦 大阪大学, 工学部, 教授 (90029174)
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| キーワード | 疲労設計 / 波浪変動荷重 / 変動荷重モデル / 疲労き裂 / 疲労限 / 応力-ひずみ応答 / 構成方程式 / 疲労寿命 |
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| 研究概要 |
実海象状況、実航海状態に関する資料から船舶または海洋構造物に作用する波浪変動荷重を明らかにし、更に船体運動の観点から考察を加え,変動応力に対応する変動荷重モデルを提案した。このモデルでは実海象状況が波高の低い平穏な海象状態と海が荒れた嵐状態から構成されることを示した。そして船舶・海洋構造物などはこれらの平穏な海象状態と嵐状態にランダムに遭遇する。波高の最大値、嵐の継続期間、平均波高、ある期間での嵐への遭遇回数などは海域に依存することが明らかになった。平穏な海象状態と嵐状態とを分ける海象すなわち境界波高は平均波高のおよそ2倍とすれば妥当であることも明らかになった。最大波高は先の境界波高のおよそ2倍であることも判明した。
次に,提案した変動荷重モデルを用いて疲労試験を行った。その結果、疲労亀裂発生および疲労亀裂伝播に対し境界波高で作用する応力が疲労限度とほぼ同じか又は若干大きい結果を得た。この結果から、疲労被害は嵐状態でのみ生じ,平穏な海象状態では生じないこと、従って、船舶・海洋構造物の疲労寿命は嵐に遭遇した回数のみで評価出来ることがわかった。
繰返し中の応力-ひずみ応答すなわちヒシテリシス・ループを計測し、これらの関係を表示出来る構成方程式を等方硬化則及び移動硬化則を組み合わせたモデルで提案し、定荷重繰返し中の応力-ひずみ応答を精度よく表せることを示した。また、繰返し中の応力-ひずみ応答と疲労寿命との関係も考察した。
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