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本研究では、これまで研究代表者が行ってきた船体の疲労強度検討のために必要な波浪荷重についての研究をさらに発展させ、船体疲労強度設計法の確立に向けて、疲労強度評価のための設計波浪荷重を提案することを目的とする。船体の疲労強度を確率論的に評価するためには、応力の長期予測を行う必要がある。しかしながら、波浪による変動圧力とある部材に発生する応力とは必ずしも1対1に対応しないため、応力の長期予測を行うには厳密にはすべての波浪変動圧に対して船体構造解析を行う必要が生ずるが、これは現実の設計では不可能である。そこで、本年度の研究では、変動水圧の応答関数から応力の応答関数を簡易的に求められないかの検討を行った。
本年度は、まず、研究代表者がこれまで開発してきた波浪中の船体に作用する変動圧力を計算する非線形計算プログラムを用い、船体に作用する波浪変動圧の変動成分の分布形状を、いろいろな船型について、求めた。対象とした船型はバラ積み貨物船であるが、大きさの異なるハンディサイズ、パナマックスサイズ、ケープサイズの3種類を検討対象とした。この結果、波浪中の船体に作用する変動圧力の分布形状に対する、波長、波方向、船の大きさの影響が明らかになった。また、変動圧力の計算結果は、変動水圧の応答関数という形にまとめた。
次に、有限要素法による汎用構造解析プログラムNASTRANを用いて、先に得られた波浪中の変動圧力の分布形状を入力として船体構造解析を行い、応力に関する応答関数を求めた。このようにして求められた応力の応答関数を、先に求めておいた水圧の応答関数と比較することによって、それぞれの応答関数の関係を、波浪状態を基準として整理を行った。これにより、水圧の応答関数から応力の応答関数を推定する場合の問題点が明確になった。
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