多軸応力影響と繰り返し載荷影響を考慮した船体桁の縦曲げ最終強度評価に関する研究

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 15H02328
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 船舶海洋工学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 藤久保 昌彦 大阪大学, 工学研究科, 教授 (30156848)
• 研究分担者: 柳原 大輔 九州大学, 工学研究院, 准教授 (10294539) ; 田中 智行 広島大学, 工学研究科, 准教授 (20452609) ; 山本 元道 広島大学, 工学研究科, 准教授 (30274111) ; 田中 義照 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (40373419) ; 飯島 一博 大阪大学, 工学研究科, 教授 (50302758) ; 辰巳 晃 大阪大学, 工学研究科, 助教 (60736487) ; 堤 成一郎 大阪大学, 接合科学研究所, 准教授 (70344702)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 船体構造 / 座屈強度 / 縦曲げ最終強度 / 繰り返し荷重 / 多軸応力 / コンテナ船

研究成果の概要

船体の二重底に面外荷重による曲げ変形が生じると、船底板に二軸圧縮場が生じてホギング最終強度に影響を与える。繰り返し波浪荷重下では、船底に座屈変形が累積して、縦曲げ最終強度が低下する可能性がある。本研究では、船底局部荷重を考慮したコンテナ船のホギング最終強度をFEMにより明らかにした。次に、連続防撓パネルに二軸繰り返し面内荷重が作用する場合の座屈・塑性崩壊挙動を実験と理論解析により調べた。さらに、波浪荷重下における船体桁の縦曲げ塑性変形挙動を簡易弾塑性解析と水槽試験により明らかにした。これらの結果を基に、多軸応力と繰り返し載荷が船体桁の縦曲げ最終強度に及ぼす影響を明らかにした。

自由記述の分野

船舶海洋工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

コンテナ船の縦曲げ崩壊事故調査から、二重底の曲げ変形による二軸圧縮場が船底の座屈を加速し、さらに波浪繰り返し荷重が座屈変形を累積させて最終崩壊に至らしめた可能性が指摘された。本研究では、船底局部荷重を考慮したコンテナ船の縦曲げ崩壊挙動に関する数値解析、および二軸繰り返し圧縮荷重下の防撓パネルの崩壊試験および解析より、船体桁の縦曲げ最終強度に対する多軸応力と繰り返し載荷の影響を調べた。