| 研究概要 |
本研究は、特に大水深域での極めて大きな静水圧作用や、石油や天然ガスといった高温のエネルギー輸送に適した海洋パイプラインとして注目されているパイプインパイプシステム(外管と内管の間にコア材を挿入した二重管)について、その構造設計に関わる構造解析モデルの構築と、軸圧縮力や静水圧,曲げ荷重作用時の構造挙動の把握を目的としたものである。最終年度の研究により得られた成果を要約すると以下の通りである。
(1) コア材を3次元弾性論に基づき定式化を行うことで、パイプに作用する軸圧縮力に対する座屈挙動の解析を行う構造解析モデルを構築し、座屈特性について検討を行った。これにより、外管、内管ともコア材のサポートにより軸対称の座屈モードが発生しやすいことを明らかにした。
(2)(1) で示した性質を利用し、簡易座屈挙動算定式の導出を試みた。さらにこの式が厳密な解析結果と比較し、弾性座屈荷重を算定するのに実用上十分な精度を有していることを確認した。
(3) 曲げ室内実験を実施し, 本構造形式が昨年度実施した弾性解析による想定通り、断面のつぶれ(Brazier効果) を大きく抑制することを確認した。
(4)(3) の実験結果を踏まえ、内外パイプの弾塑性を考慮した曲げ解析モデルを構築した。これは梁理論に基づく定式化が基本となっているものの、実験結果とよく一致する結果を得ることができた。これは変形がある程度大きい状態でも断面が偏平化せず平面を保持するという性質を有するという、本構造形式の優れた性質によるものであるといえる。
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