2002 Fiscal Year Annual Research Report
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13650972
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
正岡 孝治 大阪府立大学, 工学研究科, 助教授 (10244659)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
北浦 堅一 大阪府立大学, 工学研究科, 講師 (00081399)
岡田 博雄 大阪府立大学, 工学研究科, 教授 (90081398)
上田 幸雄 近畿大学, 生物理工学部, 教授 (30029037)
坪郷 尚 大阪府立大学, 工学研究科, 助手 (80254431)
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| Keywords | 異常波 / 船体梁 / 崩壊挙動 / 最終強度 / スミス法 / 二次元流体力 / アーセル田才法 |
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| Research Abstract |
船体は大波をうけた際に、積荷の状態や老朽化による強度の低下などによって縦曲げで損傷することがある。このような、船体の縦曲げ損傷挙動を評価するための船体梁モデルを考え、作用する波浪外力による構造の弾塑性変形と流体力との相関を考慮した動的非線形有限要素解析システムを開発した。また、船体梁の損傷後の大きな運動も解析できるように、流体力の非線形性も考慮できるモデルを作成した。構造の非線形性については最終強度後の軟化をも考慮したモデルを検討した。また、開発した解析法を基礎的な箱型桁モデルに適用し、最終強度後の挙動も含めた崩壊挙動の特徴を考察した。
本研究では、異常波によって船体梁に作用する力による動的応答と崩壊挙動の計算プログラムの骨格となる部分を開発したか、開発の際には次にあげる項目について特に検討をした。
1)船体梁断面が最終強度に達した後の強度低下について検討をした。強度低下に関しては梁断面にスミス法を適用し、その結果から強度低下係数すなわち軟化係数を求めた。スミス法の解析においては不明であった、繰り返しをうける梁の強度低下に関しては、簡単な実験により検討を行った。
2)船体梁の最終強度を知る際には、梁断面を構成する防撓構造の最終強度を知る必要がある。初期不整を有する防撓構造は圧縮に対して大きく強度が低下することが知られている。本研究では非線形有限要素法を用いることにより、初期不整を有する防撓構造の最終強度の低下について検討を行った。
3)二次元流体力としては使用しているアーセル田才法の妥当性について検討した。計算をする際には船体の大きな姿勢変化に対して、常にその姿勢での劉体力を算出するようにプログラムを開発した。このプログラムにより計算された結果は、過去に行われたいくつかの実験ともよい一致を示すことを確認した。
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[Publications] Koji Masaoka, Akane Matsumae, Yoshiho Ikeda, Hiroo Okada: "Dynamic Analysis of Ship Hull Girder Collapse Behaviors Considering Fluid Force Effects"The Proceedings of the 16th Asian-Pacific Technical Exchange and Advisory Meeting on Marine Structures (TEAM2002). 57-66 (2002)
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[Publications] K.Masaoka, H.Okada: "Method to Estimate Ship Longitudinal Ultimate Strength and Its Structural Reliability Using a Numerical Database"Proceedings of 12th International Offshore and Polar Engineering Conference. 2002-JSC-299 (2002)
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[Publications] A.Mansour, K.Masaoka, et al.: "Impact of Imperfection on Strength and Reliability of Structures"Proceedings of International Symposium on Ocean Space Utilization Technology (Tokyo Japan). 189-196 (2003)
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[Publications] Koji Masaoka, Hiroo Okada: "A Numerical Approach for Ship Hull Girder Collapse Behavior in Waves"Proceedings of 13th International Offshore and Polar Engineering Conference. 2003-JSC-296 (2003)
