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2017 年度 実績報告書

き裂を有するパネルの圧壊挙動メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 15K06632
研究機関国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所

研究代表者

村上 睦尚  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 (90392688)

研究分担者 安藤 孝弘  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 (30425756)
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, 助教 (20452609)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードき裂 / 最終強度 / 崩壊 / 座屈 / 接触 / 繰返し荷重
研究実績の概要

平成29年度は、これまでに弾塑性崩壊解析への有用性を確認したシェル-ソリッドモデルを適用し、き裂面の接触、繰返し荷重、矩形板のアスペクト比、板厚が最終強度に与える影響について明らかにした。主な知見としては、き裂面の接触を考慮することで、圧縮最終強度は無き裂の場合と同程度となることを示したが、座屈変形が生じやすい薄板の場合は、最終強度後の荷重低下はパネルのアスペクト比が大きくなるほど顕著になることが分かった.次に、繰り返し荷重を想定し、き裂を有するパネルが一定量の引張ひずみを受けた後の圧縮崩壊挙動を解析した.アスペクト比が小さい場合、き裂の存在により引張荷重時に応力集中が生じて剛性は低下し、続く圧縮荷重時にもこの影響が見られる.しかしながら一定の圧縮ひずみの後には き裂面の接触が発生することで剛性は回復し、圧縮のみの最終強度と同程度となる.一方、アスペクト比が大きい場合には、き裂近傍での変形の局所化が見られ、特に薄板のパネルでは き裂面の接触が発生せずに最終強度を迎え、その低下量は顕著になることが分かった.
併せて、前年度に設計を行った試験体及び試験治具の製作を行い、代表的なケースを対象にき裂を有する矩形板が受けるき裂長さ、繰返し荷重の影響を実験により検証し、数値解析の有用性の確認を行った。
また、講演・論文にまとめ、国内・国外の学会誌論文に3件、学会発表2件に投稿し、成果の普及に努めた。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Meshfree Fat-shell Formulation for Evaluating Linear Buckling Loads and Mode Shapes of Structural Plates2017

    • 著者名/発表者名
      吉田健一郎,貞本将太,瀬戸山雄,田中智行, Tinh Bui-Quoc,村上睦尚,柳原大輔
    • 雑誌名

      Journal of Marine Science and Technology

      巻: 22 ページ: 501-512

    • DOI

      10.1007/s00773-017-0433-2

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Buckling analysis of stiffened plate structures by an improved meshfree flat shell formulation2017

    • 著者名/発表者名
      S.SADATOMO, S.TANAKA, K.TANIGUCHI, M.OZDEMIR, T.Q.BUI, C.MURAKAMI, D.YANAGIHARA
    • 雑誌名

      Thin-Walled Structures

      巻: 117 ページ: 303-313

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] き裂を有するパネルの有限要素法によるモデル化と最終強度解析に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      瀬戸山雄,田中智行,柳原大輔,村上睦尚
    • 雑誌名

      日本計算工学会論文集

      巻: - ページ: -

    • 査読あり
  • [学会発表] Influence of Various Crack Damages on Compressive Collapse Behavior of Continuous Stiffened Panel2017

    • 著者名/発表者名
      瀬戸山雄、柳原大輔、田中智行、村上睦尚
    • 学会等名
      31st Asian-Pacific Technical Exchange and Advisory Meeting on Marine Structures(TEAM2017)
    • 国際学会
  • [学会発表] 引張および圧縮荷重を受けるき裂損傷を有する矩形パネルの崩壊挙動に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      喩霽、瀬戸山雄、田中智行、村上睦尚、柳原大輔
    • 学会等名
      日本船舶海洋工学会

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公開日: 2018-12-17  

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