Microsoft PowerPoint - 技術セミナー資料 rev3.1.ppt

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まないさし
5 years ago
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1 目次 1. はじめに 2. CSR に対応したソフトウェア共通構造規則 (CSR( CSR-B 編及び CSR-T 編 ) に対する本会の取り組みと現状日本海事協会船体部開発部 3. 図面審査におけるCSR 適用例と知見について 3.1 縦強度及び縦曲げ最終強度 3.2 バルクキャリアの規則計算 ( 局部強度 ) 3.3 バルクキャリアの直接強度計算 3.4 プロダクトタンカーの規則計算 ( 局部強度 ) 3.5 プロダクトタンカーの直接強度 4. まとめ追加資料 : CSR に関する最新の取り組みについて 2 1. はじめに 1. はじめに 1 IACS 共通構造規則 ( 鋼船規則 CSR-B 編及びCSR-T 編以下 CSRという ) が2006 年 4 月 1 日に発効してから1 年余が経過 2 CSRは従来規則とは抜本的に異なる新しい規則 3 従来規則と比較して荷重ケースが複雑であり規則計算であっても専用ソフトでしか対応できない FEMを用いた直接強度評価等に専用ソフトと多くの工数が必要 4 NKのCSR 計算ソフトの配布方法は役員会承認を前提とした個別配布配布後はコンサルテーションを十分に行う設計者が常に最新のソフトを使用できるようバージョン管理を徹底 5 CSR 適用船のプロジェクトにあっては設計の初期段階から図面承認期間を通して造船所の設計者の方々とより密接に連携を取りながら図面承認 CSR に対応したソフトウェア CSR 適用と承認まで計算解析ソフトウェア PrimeShip-HULL(CSR) の開発開発と配布直接計算モデル作成規則算式ベース試計算 1 ヶ月 2 ヶ月直接計算 ( 初回 ) 降伏強度評価座屈強度評価疲労強度評価設計見直し 3ヶ月直接計算 ( 確認まで ) 2005 年 12 月ばら積貨物船用の算式計算ソフト 2005 年 12 月ばら積貨物船用の直接計算システム 2006 年 3 月タンカー用の直接計算ソフト (2006 年 3 月タンカー版の算式計算ソフト ( エクセル )) 年 4 月 CSR 発効 - CSR 適用キックオフ会議 NK 設計者場合により設計の全面見直しが必要中間協議協議最終図面へ設計者図面作成 NK 承認年 8 月タンカー版の算式計算ソフトソフトの配布開始後も使い勝手の改良を続行する CSR に関する Q&A 解釈の和訳作成とソフトへの取り入れ 6 1

質問回答集 9 10 タンカー CSR 算式ソフト (Ver.1.0( Ver.

2 操作コマンド個船データデータCSR 専用 Web サイト CSR に関する最新の取り組み CSR 専用 Web サイトによる一元的情報サービスタンカー CSR 算式ソフト ( 第 1 版 ) のリリース CSR 専用 Web サイト規則関連情報 CSR ソフト関連情報 8 CSR 専用 Web サイト CSR 専用 Web サイト規則関連情報規則本文正誤表一部改正質問回答集 (IACS) 技術背景 (IACS) 技術解説 (NK) CSR ソフト関連情報提供ソフトウェア概要改訂履歴, 最新版情報ソフトウェア改訂予定登録ユーザ専用サイトソフトウェア更新データ質問回答集 9 10 タンカー CSR 算式ソフト (Ver.1.0( Ver.1.0) T.BHD 計算結果 Trans Web Section タンカー CSR 算式ソフト第 1 版 9 月より登録ユーザに提供開始 PrimeShip-HULL(CSR) 算式計算システム画面構成共用詳細表示作業領域

3 結果表示とレポート出力タンカーシステムでは断面形状の選択プロセスを追加 PrimeShip-HULL(CSR) 直接強度評価システム 1. 世界標準である NASTRAN をソルバーとして採用 2. 操作性で定評があり NASTRAN の標準プリポストである PATRAN がベース 3. すぐれたデータ互換性を確保モデルの読込みと部材分類 PrimeShip-HULL(CSR) Direct Strength Assessment System MSC.Acumen FEM モデル区画を自動で認識 MSC.Patran (pre-post) MSC.Nastran (solver) 本システム専用のモデルは不要部材を自動で認識本システム専用のモデルは不要 Corrosion Margin の自動生成機能 PrimeShip-HULL(CSR) 直接計算システムによる計算結果表示 Reference: CSR rules, Section 6.3 Table

縦せん断強度の港内許容値が横隔壁近傍の Side Shell Inner Hull L.

4 3. 図面審査における CSR 適用例と知見について縦せん断強度の港内許容値の例本会で行った各種強度評価の結果をもとに代表的な計算例及びその結果に対する知見及び改善例を紹介する 3.1 縦強度関連 ( バルカー規則及びタンカー規則 ) 許容値の考え方が異なることに注意従来許容値は余裕分を示し構造寸法から逆算して求めていた許容曲げモーメントを例でしめすと従来 :Ms(allowable) = Mt(total) M(wave) > Max { Ms1, Ms2,, Msn } CSR:Ms(allowable) = Max { Ms1, Ms2,,,,, Msn } 縦せん断強度の港内許容値が横隔壁近傍の Side Shell Inner Hull L.BHD 等で支配的となる場合があるので注意が必要である実際に想定される積み付けに基づき適切な許容値 ( 設計値 ) を設定することが設計初期段階で重要となる許容せん断力 ( 従来 ) 従来 Ms(allowable) > CSR Ms(allowable) 縦せん断力設計値 (CSR では許容せん断力 ) CSR では許容値から設計値という考え方へ変更となった構造寸法決定へ縦曲げ最終強度の事故例縦曲げ最終強度という考え方の導入 ( バルカー規則及びタンカー規則共通 ) 従来の縦曲げ強度船体構造の弾性応答に着目した強度を確認してきた CSR では縦曲げ最終強度による評価を追加した厳しい海象条件の中でデッキが座屈崩壊し船底部は大きく曲損した場合船の折損事故となるその耐力 (Moment Capacity) について規定した 1999 年 12 月 12 日フランスの重油輸送タンカーエリカ号がフランスのブルターニュ沖で損傷 ( 欧米船級協会 ) 知見サギング状態の縦曲げモーメントを抑えることができれば Deck 側の船殻重量増加を少なくすることができる 1. 縦曲げ最終強度についてはタンカーの場合サギング状態のみを考慮することとなっている 2. VLCCなど船型によっては最終強度の評価結果が Upper Deck 部の寸法影響において支配的となる場合もある 3. Upper Deck 及びUpper Deck Long. の寸法増が対策として採用されているバルクキャリアの規則計算 ( 局部強度 : バルクキャリアでの知見 ) 局部強度関連ビルジホッパータンクとトップサイドタンクを連結する場合と連結しない場合の寸法差 tank を連結する場合 tank を連結しない場合 tank を連結する場合 tank を連結しない場合要求値が大きくなる範囲要求値が大きくなる範囲 (BHTとTSTが連結の場合) (BHTとTSTが非連結の場合) 図 3.1 局部強度 ( 板部材 ) (BHTとTSTが連結の場合) (BHTとTSTが非連結の場合 ) 図 3.2 局部強度 ( 防撓材 )

3.3 バルクキャリアの直接強度計算 CSR-B 編に規定する直接強度計算では 3Holdモデルの中央倉を評価対象とする従って Ballast Hold Loaded Hold Empty Hold それぞれを中央倉とする 3 種類のFEMモデルが必要となる CSR

3 3 Hold Model 例. 25 横波 ( 横揺れ最大 ) 横波 ( 変動圧最大 ) 図 3.

特に波形横隔壁近傍は P 波により厳しくなる (2) ビルジホッパータンク斜板 Loaded Holdにおける P 波により波形横隔壁近傍が厳しくなる ( 図 3.

8 Loaded Hold 27 28 ( バルクキャリアの直接計算により得られた知見 ) 3.

BCにおいてノーマルバラスト状態としてBallast Holdに張水しトップサイドタンクを空とする積み付け ) において支配的となることが多い (5) 波形横隔壁規則算式計算を満足する寸法であれば直接強度計算により寸法増となることは少ない (6) 倉内肋骨規則算式計算を満足する寸法であれば

5 3.3 バルクキャリアの直接強度計算 CSR-B 編に規定する直接強度計算では 3Holdモデルの中央倉を評価対象とする従って Ballast Hold Loaded Hold Empty Hold それぞれを中央倉とする 3 種類のFEMモデルが必要となる CSR でに規定する直接強度計算では船体構造に厳しい状態を 4 種類の設計波で代表させている <= NK が提案した荷重が CSR として採用された評価倉 x 3 Hold Model 作業工数が 3 倍縦波 ( 向い波 ) 縦波 ( 追い波 ) EDW F (Following sea) 図 Hold Model 例. 25 横波 ( 横揺れ最大 ) 横波 ( 変動圧最大 ) 図 3.4 等価設計波 26 ( バルクキャリアの直接計算により得られた知見 ) ( バルクキャリアの直接計算により得られた知見 ) 高応力となる箇所 (1) トップサイドタンク斜板設計波 P 波 ( 横波波浪変動圧最大 ) 及び R 波 ( 横波横揺れ最大 ) のケースが寸法決定となる傾向特に波形横隔壁近傍は P 波により厳しくなる (2) ビルジホッパータンク斜板 Loaded Holdにおける P 波により波形横隔壁近傍が厳しくなる ( 図 3.8 参照 ) (3) クロスデッキ P 波のケースが支配的な傾向特にFULL 喫水でMFULL 均等積み ( 倉口部まで比重 1.0 以上の貨物積載 ) を行った積付条件において支配的となることが多い高応力となる箇所横波設計波 : 横波 ( 変動圧最大 ) 図 3.8 Loaded Hold ( バルクキャリアの直接計算により得られた知見 ) 3.4 プロダクトタンカーの規則計算 ( 規則計算により得られた知見 ) (4) トップサイドタンク横桁設計波 P 及び R のケースが支配的な傾向特に評価対象 HoldがBallast Hold の場合トップサイドタンクを空にする積付条件 ( 船主の意向で Handy BCにおいてノーマルバラスト状態としてBallast Holdに張水しトップサイドタンクを空とする積み付け ) において支配的となることが多い (5) 波形横隔壁規則算式計算を満足する寸法であれば直接強度計算により寸法増となることは少ない (6) 倉内肋骨規則算式計算を満足する寸法であれば直接強度計算による降伏強度評価で問題となることは少ない (7) 実体肋板従来船と同程度の寸法であれば直接強度計算により大きく寸法増となることは少ない直接強度計算の全体的な傾向として二重底部材よりもトップサイドタンク周辺部材の寸法が増加する傾向にあるこれは現行規則にはなかった左右非対称波である横波を考慮していることの影響が大きいものと考えられる (1) 主な傾向としては Local 荷重が支配的となる二重底まわりの寸法が増えており特に Inner Bottom Plate はほぼ全ての船型で従来船型より増える要求値が大きくなる範囲 C.L. (2) 実際の作用荷重に関係なく部材の板幅や降伏応力等部材のプロパティーのみで板厚が決定される規則により増厚が要求されるケースも多い (CSR-T 編 10 節 ) 座屈及び最終強度 t = f {s,σy,} 2.2 板部材及び局部支持部材 s : 防撓材スペース 2.3 主要支持部材 σy : 材料の降伏応力

3.5 プロダクトタンカーの直接強度計算二重船殻プロダクトタンカー直接計算例評価タンク B01-1 B01-2 図 3.9 3 タンクモデル解析例高応力 B01-5a B02-1 左舷空タンク横波荷重 31 図 3.11 Trans.

ガセット及びスラントプレートによる補強無し p p Maximum Permissible Stress Fore BHD (S) (*Adjacent to weld) Dynamic = 450 N/mm2

12 Fine mesh analysis at Upper hopper knuckle 33 *Side with slant stool plate (aft side) 図 3.13 Arrangement with no gusset and slant plate 34 4. まとめ (2) 隔壁の両側にガセット及びスラントプレートを取り付ける ( ノンクロスタイプ ) 図 3.

6 3.5 プロダクトタンカーの直接強度計算二重船殻プロダクトタンカー直接計算例評価タンク B01-1 B01-2 図タンクモデル解析例高応力 B01-5a B02-1 左舷空タンク横波荷重 31 図 3.11 Trans. web section under different loading conditions 32 ホッパ上部のナックル部のファインメッシュ解析例 Upper hopper knuckle 300 N/mm2 (B08-static) (OK) Side transverse Lower Stoolの頂板とコルゲート隔壁の取合い部は一般的に応力レベルは高くなる (1) ガセット及びスラントプレートによる補強無し p p Maximum Permissible Stress Fore BHD (S) (*Adjacent to weld) Dynamic = 450 N/mm2 Static = 362 N/mm2 Ref: CSR Table N/mm2 (NG) (B06-5b) Maximum Permissible Stress (*Adjacent to weld) Dynamic = 450 N/mm2 Static = 362 N/mm2 Ref: CSR Table 図 3.12 Fine mesh analysis at Upper hopper knuckle 33 *Side with slant stool plate (aft side) 図 3.13 Arrangement with no gusset and slant plate まとめ (2) 隔壁の両側にガセット及びスラントプレートを取り付ける ( ノンクロスタイプ ) 図 3.14 Gusset and slant plate at both sides of corrugation: Non-Cross type 35 1 現在本会では多くの共通構造規則を適用したばら積貨物船及びタンカーの開発プロジェクトの承認作業を行っておりその中には承認作業の完了したものもある 2 これらのプロジェクトにはハンディマックスパナマックスケープサイズ VLCC アフラマックスプロダクトタンカーケミカルキャリア等含まれている 3 共通構造規則を適用するに際し全く新規に設計を実施するケースと既存の設計を一部変更することで対応させるケースがある 4 本会は CSRへ対応したソフトウェアの提供解析技術サポートに加え設計者が CSRを深く理解でき円滑な設計承認作業が実施できるよう取り組む体制にある NK ホームページで CSR 専用ページを公開予定 IACSのホームページで公開されているCSRのQ&Aの和訳日本海事協会誌のCSR 特集号 (CSR 解説 ) NKのCSR 対応ソフトウエアの説明及び申込書等が入手可能 5 膨大なデータや計算書の提出図面審査に迅速に対応すべく電子承認を取り入れインターネットを利用したサービスをスタートしている関係各位からのご意見ご要望をお待ちしております 36 6

csr_txt_2007.pdf

csr_txt_2007.pdf 1. 共通構造規則 (CSR-B 編及び CSR-T 編 ) に対する本会の取り組みと現状 1. はじめに船体部開発部 IACS 共通構造規則 ( 鋼船規則 CSR-B 編及び CSR-T 編, 以下 CSR という ) が 2006 年 4 月 1 日に発効してから 1 年余が経過し,CSR を適用したばら積貨物船及びタンカーの設計が本格化してきているこれを受け, 本会においてもこれらの船舶の図面承認が増加の一途を辿っていることから,