座屈許容設計法の開発に関する研究

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08555246
• 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: 北村 充 広島大学, 工学部, 助教授 (40195293) ; 藤久保 昌彦 広島大学, 工学部, 助教授 (30156848)
• キーワード: 座屈強度 / 後座屈挙動 / 最終強度 / 簡易力学モデル / 弾性大たわみ解析 / 弾塑性大たわみ解析 / 防撓パネル構造 / 船体構造

研究概要

本年度は、まず座屈許容設計の適用に当たって重要となる、座屈強度そのものについて検討した。すなわち、昨年度の計算結果および今年度の計算結果をもとに考察し、防撓材の断面形状がflat-bar、angle-barおよびtee-barのいずれであっても、その捩り剛性の影響を厳密に考慮して、防撓材で仕切られたパネルの局部座屈強度を精度良く計算出来る算式を、解析的手法に基づいて導いた。この算式は、二方向からの面内圧縮荷重を受ける場合の二軸圧縮座屈強度算式である。さらに、二軸圧縮に加えてパネル面に垂直な水圧荷重が作用する場合に対しても、水圧荷重を考慮した座屈強度算式を導いた。
この座屈強度算式が非常に高精度であることを、別途有限要素法による固有値解析並びに弾性大たわみ解析を実施して確認した。また、一連の弾塑性大たわみ解析を実施し、パネルに局部座屈が発生した後の挙動並びに最終強度について明らかにした。
さらに、船底桁を対象として有限要素法による弾塑性大たわみ解析を実施し、ウェブに局部座屈が発生した後も、面内剛性の低下は25%程度であること、また、剪断荷重が支配的である場合の最終強度は、ウェブに座屈が発生してもほぼ全断面降伏強度に等しく、最終強度後の耐力低下もあまり顕著でないことなどが明らかになった。
次年度は、これらの結果を踏まえて、座屈許容雪渓を適用する場合に考慮すべき問題点を纒めると共に、座屈許容設計適用の可能性について検討する予定である。

研究成果

• [文献書誌] 藤久保昌彦: "組み合わせ面内荷重を受ける矩形板の座屈・最終強度に関する研究" 西部造船会会報. 第93号. 81-89 (1997)
• [文献書誌] 矢尾哲也: "船底外板の座屈・塑性崩壊強度に関する研究" 日本造船学会論文集. 第181号. 309-321 (1997)
• [文献書誌] Tetsuya,Yao: "Buckling/Plastic Collapse Behaviour and Strength of Stiffened Plates under Thrust" Int.J.Offshere and Polar Engineering,Trans ISOPE. Vol.7,No.4. 285-292 (1997)
• [文献書誌] Tetsuya,Yao: "Buckling/Ultimate Strength of Ship Bottom Plating" Proc.Int.Conf.Advances in Marine Structures III. Paper No.28. 1-22 (1997)
• [文献書誌] Tetsuya,Yao: "Development of a Simple Dynamical Model to Simulate Collepse Behaviour of Plates with Nelding Residual Stresses under Inplane Thrust" 西部造船会会報. 第94号. 171-182 (1997)
• [文献書誌] Tetsuya,Yao: "Buckling/Plastic Collapse Strength of Wide Rectangular Plate under combined Pressure and Thrust" 日本造船学会論文集. 第182号. 561-570 (1997)