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

船体破损后纵向弯曲极限强度简易计算方法的建立

• 批准号: 14J04222
• 负责人: 藤 公博
• 金额: $ 1.39万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J04222/
• 关键词: 船体縦曲げ最終強度; 残存強度; 簡易計算法; 有限要素法; 共通構造規則; Smithの方法; 簡易計算手法

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．

The ultimate strength of the ship is to ensure the structural safety of the ship. The most basic strength of the ship is to ensure the structural safety of the ship. The ship is to be damaged gradually. The hull structure is to be damaged gradually. Environmental pollution, loss of life and accumulated load, and major accidents are to be caused. The ISSC and the International Maritime Organization (IMO) discuss the ultimate strength of ship buckling after ship damage. In recent years, due to the rapid development of computers, the number of practical calculations for plastic FE analysis and direct hull construction has increased. For example, when the ship is damaged, it is necessary to analyze the large-scale plastic FE. This study aims to establish the final strength calculation method for ship hull buckling by applying Smith's method to the ship buckling structure. A simple method for calculating the final bending strength of a damaged ship is proposed.Smith's method is applicable to the correct calculation of the final bending strength of a damaged ship. For example, if the thickness of the plate is different, the plastic FE analysis of the system is carried out, and the damage amount is not reduced to the distance between the reinforcing members, the calculation result is 1. The approximate curve is possible. An approximate expression for the relationship between the ideal average force and the average force at the time of the action of the compressive and tensile loads on the damaged components is examined. The comparison of analytical results of plastic FE is carried out through the combination of approximate formulas and the accuracy verification of simple calculation methods.

项目成果

The Effect of Initial Imperfections and Lateral Loads on the Hull Girder Ultimate Strength of Intact and Damaged Ships

初始缺陷和横向载荷对完整和受损船舶船体梁极限强度的影响

• 发表时间: 2014
• 期刊: Proceedings of the 24th International Ocean and Polar Engineering Conference
• 作者: Kimihiro Toh;Masahiro Maeda;Takao Yoshikawa
• 通讯作者: Takao Yoshikawa

A STUDY ON THE SIMPLIFIED CALCULATION METHOD FOR THE RESIDUAL ULTIMATE STRENGTH OF DAMAGED HULL STRUCTURES

损伤船体结构残余极限强度简化计算方法研究

• 发表时间: 2016
• 期刊: Proceedings of the ASME 2016 35th International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering
• 作者: Kimihiro Toh;Shunsuke Maeda;Takao Yoshikawa
• 通讯作者: Takao Yoshikawa

防撓材の捩れ変形を考慮した防撓パネルの最終強度推定法

考虑加劲肋扭转变形的加筋板极限强度估算方法

• 发表时间: 2014
• 期刊: 日本船舶海洋工学会講演会論文集
• 作者: Kimihiro Toh;Masahiro Maeda;Takao Yoshikawa;藤 公博，吉川 孝男
• 通讯作者: 藤 公博，吉川 孝男

健全時および損傷後の船体縦曲げ最終強度に関する一研究

船体完整状态和损伤后纵向弯曲极限强度研究

• 发表时间: 2015
• 期刊: 日本船舶海洋工学会論文集
• 作者: Shunsuke MAEDA;Kimihiro TOH;Masahiro MAEDA;Takao YOSHIKAWA;藤 公博，吉川 孝男
• 通讯作者: 藤 公博，吉川 孝男

A study on the Simplified Calculation Method for the Hull Girder Ultimate Strength of Damaged Hull Structures

破损船体结构船体梁极限强度简化计算方法研究

• 发表时间: 2015
• 期刊: Proceedings of the 25th International Ocean and Polar Engineering Conference
• 作者: Kimihiro TOH;Shunsuke MAEDA;Takao YOSHIKAWA
• 通讯作者: Takao YOSHIKAWA