船舶及び海洋構造物の高信頼度疲労・破壊設計法に関する研究

船舶及海洋结构物高可靠​​疲劳断裂设计方法研究

• 批准号: 01302035
• 负责人: 冨田 康光
• 金额: $ 6.02万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Co-operative Research (A)
• 财政年份: 1989
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1989 至 1991
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01302035/
• 关键词: 新疲労設計法; 標準実働荷重モデル; 変動荷重疲労試験; 角まわし溶接継手; 平均応力; 残留応力; 信頼性; 新しい疲労設計法; 波浪荷重; 標準荷重モデル; 疲労き裂伝播速度; 防食電位法; 疲労劣化度評価法; 疲労設計; 実働荷重; 下限界応力拡大係数; 荷重時刻歴; 標準ランダム疲労試験法

本年度は平成2年度までに提案した標準実働荷重モデルー有義波高が5mまでの平穏な海域と,5m以上の嵐状態の組合せで構成されるモデルーにおいて,有義波高が5mの海域を航行中の船に作用する応力を各構造部材の実働荷重下での疲労限に設定するという疲労設計法を新しく提案した。この疲労設計法によると,船舶・海洋構造物は有義波高5m以下での海域では疲労被害が生じず,有義波高5m以上の荒れた海域ーこの状態を6種類の大きさの異なる嵐及びその嵐への遭遇回数で表示ーで疲労被害が生じ,その寿命は嵐の大きさと遭遇回数で定められる。この疲労設計法の安定性を検証するため,船体構造部材に多数存在しかつ損傷が見られる角まわし溶接部を対象とし,供試材にTMCP鋼を用い次の疲労試験を行った。すなわち標準実働荷重モデルを負荷する実験と,6種類の嵐を単独に負荷する2種類に実験で,平均応力は+100MPa,0MPa,ー100MPaであり,試験体は溶接部の残留応力が大きい場合と小さい場合の2種類である。試験結果から,各嵐の疲労被害度の比を求め,これを基に6種類の嵐がランダムに負荷される場合の寿命を予測し,実験結果と比較し良好な一致を得た。また各嵐の疲労被害度の比は平均応力及び残留応力の大きさに依存し,両者が大きいほど小さい嵐の被害量が大きい嵐に比べ増加することが判った。これらの結果を基に新疲労設計法の安全性を検討し,現行の寿命20年設計の観点からは十分安全であることを示すと共に,現行の船舶の疲労強度の面からの評価を試み,損傷実績を説明し得た。更に,使用中の構造部の信頼性の検討のために構造部に発生する疲労損傷を対象に選び,検査の効果を組込んだ信頼性解析や検査計画の最適化を明らかにする目的で生涯コストミニマム基準の検査計画法を提案した。

This year's proposal for a new fatigue design method for a standard load of 5m in a sea area with a significant wave height of 5m and a combination of haze conditions of 5m or more is proposed. The design method of ship and marine structure is based on the following: the sea area with significant wave height below 5m is subject to fatigue damage, the sea area with significant wave height above 5 m is subject to drought, and the state of the sea area with significant wave height above 5m is subject to six kinds of large and small waves. This fatigue design method is used to verify the stability of the ship, and most of the ship structural components have damage. The angle damage is observed and the welding part is imaged. The test material is TMCP steel. The fatigue test is carried out. The standard load is equal to the load of 6 kinds of mist, and the average load is equal to +100MPa, 0MPa, or 100MPa. The residual load of the test specimen is equal to the residual load of 2 kinds of mist. The test results show that the fatigue damage ratio of each type of haze is calculated, and the life expectancy of the six types of haze under load is predicted. The comparison results are consistent with each other. The ratio of the damage of each group depends on the average force and the residual force, and the ratio of the damage of each group increases from large to small. The results are based on a safety assessment of the new fatigue design method. The current 20-year design point is very safe. The current ship fatigue strength is evaluated. The damage performance is explained. In addition, the evaluation of the reliability of the structure part in use, the selection of the fatigue damage object generated by the structure part, the evaluation of the results, the analysis of the reliability, the optimization of the inspection plan, the purpose of the evaluation plan method proposal of the career standard.

项目成果

Yi Huang;Mitsumasa Iwata;AaiーLu Jin: "Numerical Analysis of Electroーpotential Distribution on the Surface of Marine Structure under Cathodic Protection" 日本造船学会 論文集. 168. 593-600 (1990)

Yi Huang;Mitsumasa Iwata;Aai-Lu Jin：“阴极保护下海洋结构表面电势分布的数值分析”日本造船学会论文集 168. 593-600 (1990)。

Fujimoto Y.,Swilem A.H., Iwata M.,Nagai K.: "Inspection Planning for Deteriorating Structures Based on Sequential Cost Minimization Method" 日本造船学会 論文集. 170. 755-768 (1991)

Fujimoto Y.、Swilem A.H.、Iwata M.、Nagai K.：“基于顺序成本最小化方法的恶化结构的检查计划”日本造船学会论文集 170. 755-768 (1991)。

藤本 由紀夫(Swilem A.H.Swilem): "経年劣化度に偏りの見られる構造部材群の信頼性評価" 日本造船学会 論文集. 167. 237-243 (1990)

Yukio Fujimoto (Swilem A.H. Swilem)：“一组具有不均匀老化退化的结构构件的可靠性评估”日本造船学会论文集 167. 237-243 (1990)。