船舶ブロック組立時における高精度変形予測システムの開発とその応用

本研究の目的は、船体大型ブロック溶接組立時における溶接変形予測システムを開発することである。このシステムの開発により、任意の形状・溶接法および溶接条件の溶接継手を含む、船体ブロック溶接組立時におけるブロック全体に亘る変形が事前に予測できるようになる。この手法は、ブロック建造工程における数百ある船体ブロックすべてを溶接組立し、それらの集合・接合体としての船体が完成するに至る全過程において発生する変形を、溶接工程順に従って予測することができる手法である。このシステムの開発が達成されると、これまで不可能であった、建造時におけるブロック構造全体としての変形を予測することができるようになる。そのため、ここで得られる知見を設計に活用することにより、変形を考慮した設計指針を得ることができるため、構造全体としての変形量を低減する事ができると考えられる。このことにより、建造ドックにおいてブロックを搭載する際の作業ロスを低減することができるため、作業コストの低減のみならず、建造期間の短縮にも繋げることができると考えられ、建造現場に対する波及効果は大きいと考えられる。平成25年度は、上記の目標の内、溶接変形解析手法の一層の高度化を達成するために、これまでに本研究課題において開発されたGPU並列化を導入した理想化陽解法FEMに対して、マルチグリッド法の導入等を行うことで船体構造をはじめとする大規模薄板構造物の溶接変形解析の一層の効率化を図った。また、開発手法を船体ブロックの溶接組立を模擬したモデルの溶接変形の解析に対して適用し、実用可能な計算時間で大規模構造物の溶接変形を解析できることを確認した。

本研究の目的は、船体大型ブロック溶接組立時における溶接変形予測システムを開発することである。このシステムの開発により、任意の形状・溶接法および溶接条件の溶接継手を含む、船体ブロック溶接組立時におけるブロック全体に亘る変形が事前に予測できるようになる。この手法は、ブロック建造工程における数百ある船体ブロックすべてを溶接組立し、それらの集合・接合体としての船体が完成するに至る全過程において発生する変形を、溶接工程順に従って予測することができる手法である。このシステムの開発が達成されると、これまで不可能であった、建造時におけるブロック構造全体としての変形を予測することができるようになる。そのため、ここで得られる知見を設計に活用することにより、変形を考慮した設計指針を得ることができるため、構造全体としての変形量を低減する事ができると考えられる。このことにより、建造ドックにおいてブロックを搭載する際の作業ロスを低減することができるため、作業コストの低減のみならず、建造期間の短縮にも繋げることができると考えられ、建造現場に対する波及効果は大きいと考えられる。平成25年度は、上記の目標の内、溶接変形解析手法の一層の高度化を達成するために、これまでに本研究課題において開発されたGPU並列化を導入した理想化陽解法FEMに対して、マルチグリッド法の導入等を行うことで船体構造をはじめとする大規模薄板構造物の溶接変形解析の一層の効率化を図った。また、開発手法を船体ブロックの溶接組立を模擬したモデルの溶接変形の解析に対して適用し、実用可能な計算時間で大規模構造物の溶接変形を解析できることを確認した。