| 研究概要 |
本研究の目的は,大規模浮体構造物の初期計画において,重量分布,剛性分布などの設計パラメータと弾性応答との関係を効率よく把握できる,簡易弾性応答解析法を開発することにある。具体的には,大規模浮体を弾性基礎上の一次元梁に置き換え,スペクトル有限要素法の手法を用いて,任意の剛性,質量分布および波力分布に対して振動方程式の厳密解が得られる解析法を開発する。本年度の成果の概要は,以下の通りである。
(1)最も基本的な場合として剪断たわみと回転慣性を無視したBernoulli-Euler梁について,スペクトル有限要素の剛性方程式を導いた。これを用いて,ポンツーン型浮体とセミサブ型浮体に縦波が作用する場合を解析し,非常に少ない要素数で,たわみおよび曲げ応力に関する振動方程式の厳密解が得られることを示した。
(2)ポンツーン型浮体を対象にして,浮体端部の質量と剛性を変化させた場合の弾性応答の変化を系統的に調べた。その結果,ポンツーン型浮体では,浮体端部のたわみと曲げ応力の低減が設計上重要となり,これらの応答の共振を回避し,応答を減じる方策として,端部質量の軽減が有効であることをしめした。さらに,浮体の剛性の増加は,準静的応答のピークを低周波数側にシフトさせ,また共振時の応答を低下させるため,応答の改善に有利であることを明らかにした。
(3)剪断変形と回転慣性を考慮したTimoshenko梁について,同様に動剛性方程式を導き,弾性応答に対する剪断剛性の影響を調べた。その結果,最も剪断剛性が低いと考えられるトラス構造の隔壁を有する場合でも,剪断剛性の影響は非常に小さいことを明らかにした。
以上のように,本年度は当初予定した通りの成果を得ることができた。
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