| 研究課題/領域番号 |
05302054
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| 研究種目 |
総合研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
船舶工学
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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)
藤本 由紀夫 広島大学, 工学部, 教授 (60136140)
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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| 研究期間 (年度) |
1993 – 1994
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| キーワード | 疲労設計 / 実海象状況 / 疲労強度線図 / 変動荷重モデル / 波高時刻歴 / 疲労眼 |
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| 研究概要 |
船舶及び海洋構造物に作用する実海象状況、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。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し、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。
提案した変動荷重モデルを用いて疲労き裂伝播に対する限界値を疲労試験により求め、疲労限荷重の大きさは荷重条件によって異なり、嵐海象と平穏海象の境界となる最大荷重の1/3とすれば妥当であることを明らかにした。
次に、繰返し荷重中での応力-歪構成式を用いてき裂開閉口挙動のシミュレーションを行い、最大荷重によりき裂開口応力が変化し、その値は最大荷重の1/3以下であることを示した。これより、疲労設計のための荷重条件は提案した波板の時刻歴モデルのうち、嵐状態のみを考慮すれば良く、通常の平穏海象における疲労被害は考慮対象外としても差し支えないことが判明した。
船舶及び海洋構造物の疲労設計のための疲労強度線図として、従来用いられてきた応力-繰返し数の関係だけでなく、海象状態を考慮した応力-海象(嵐数)関係を提案した。なお、信頼性の高い疲労設計のためには、変動荷重下でのき裂開口応力の変化を考慮した疲労寿命推定を行うことが必要であり、そのためには、嵐海象での船舶及び海洋構造物に働く実働応力の詳査が不可欠である。
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