船体損傷後の縦曲げ最終強度に関する簡易計算手法の構築

縦曲げ最終強度は，船舶の構造安全性を保証するうえで最も基本的な強度の1つであり，船舶が縦曲げモーメントのもとで逐次崩壊して船体構造が全体曲げ崩壊に至ると，環境汚染や人命および積み荷の損失など重大な事故に繋がりかねない．また，衝突や座礁などにより損傷を受けた船舶の安全性を確保する観点から，船舶海洋分野で権威のある国際会議ISSCや国際海事機関において，船体損傷後の縦曲げ最終強度の検討が行われている．近年では，計算機の飛躍的な発展により，弾塑性FE解析を直接船体構造に適用しても実用的なレベルでの計算が可能となっており，そのような研究事例が増加している．しかしながら，現時点においても大規模な弾塑性FE解析には多大な時間を要するため，船体損傷時のような緊急時には適していない．本研究では，防撓パネルによって構成される断面の最終強度算定法として広く適用されているSmithの方法を用いて，国際船級協会連合による世界共通の船体構造規則に準拠した船体縦曲げ最終強度計算プログラムを作成し，船体損傷後の縦曲げ最終強度に関する簡易計算手法の構築を目指す．Smithの方法を適用して損傷後の船体縦曲げ最終強度を正確に計算するためには，隣接する防撓パネル間の相互影響も含めた損傷部材の平均応力～平均ひずみ関係の近似法を確立する必要がある．これを受け，補強材間隔や防撓材寸法，パネル板厚などが異なる複数の計算モデルを用いて系統的な弾塑性FE解析を実施し，損傷量を補強材間隔で無次元化することで計算結果を1つの近似曲線でまとめることが可能であることを示すとともに，簡易的なパラメータを導入することで，損傷部材に圧縮・引張り荷重が作用した際の理想化した平均応力～平均ひずみ関係の近似式を考案した．また，弾塑性FE解析結果との比較を通じて近似式を組み込んだ簡易計算手法の精度検証を実施した．

縦曲げ最終強度は，船舶の構造安全性を保証するうえで最も基本的な強度の1つであり，船舶が縦曲げモーメントのもとで逐次崩壊して船体構造が全体曲げ崩壊に至ると，環境汚染や人命および積み荷の損失など重大な事故に繋がりかねない．また，衝突や座礁などにより損傷を受けた船舶の安全性を確保する観点から，船舶海洋分野で権威のある国際会議ISSCや国際海事機関において，船体損傷後の縦曲げ最終強度の検討が行われている．近年では，計算機の飛躍的な発展により，弾塑性FE解析を直接船体構造に適用しても実用的なレベルでの計算が可能となっており，そのような研究事例が増加している．しかしながら，現時点においても大規模な弾塑性FE解析には多大な時間を要するため，船体損傷時のような緊急時には適していない．本研究では，防撓パネルによって構成される断面の最終強度算定法として広く適用されているSmithの方法を用いて，国際船級協会連合による世界共通の船体構造規則に準拠した船体縦曲げ最終強度計算プログラムを作成し，船体損傷後の縦曲げ最終強度に関する簡易計算手法の構築を目指す．Smithの方法を適用して損傷後の船体縦曲げ最終強度を正確に計算するためには，隣接する防撓パネル間の相互影響も含めた損傷部材の平均応力～平均ひずみ関係の近似法を確立する必要がある．これを受け，補強材間隔や防撓材寸法，パネル板厚などが異なる複数の計算モデルを用いて系統的な弾塑性FE解析を実施し，損傷量を補強材間隔で無次元化することで計算結果を1つの近似曲線でまとめることが可能であることを示すとともに，簡易的なパラメータを導入することで，損傷部材に圧縮・引張り荷重が作用した際の理想化した平均応力～平均ひずみ関係の近似式を考案した．また，弾塑性FE解析結果との比較を通じて近似式を組み込んだ簡易計算手法の精度検証を実施した．