3.5 パラメータスタディ
3.5.2 塑性化パラメータβ を変えたパラメータスタディ結果
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が2.0～5.0程度であることを勘案し，(3-3)式におけるBatdorf Parameter 𝑍の値は3.5の一定値
であるものとして算出している．また，β の変化量は，Moss型LNG船のタンクスカートにおけ るの値が0.5程度であることを考慮の上設定している．
せん断荷重および捩り荷重それぞれに対する解析結果をFig. 3-12に示す．Fig. 3-12の縦軸は 各値において，板厚の 0.05％の最大初期不整量があるときの弾塑性座屈強度を初期不整量ゼロ の時の弾塑性座屈強度と近似し，この値を用いて各弾塑性座屈強度を除して無次元化を行なって いる．Fig. 3-12より，せん断荷重および捩り荷重共にβ 値が増加するにつれ，形状初期不整の影 響は小さくなることを確認できる．また形状初期不整が小さいときに，弾塑性座屈強度が比較的 大きく低下していることが確認できる．さらに，降伏応力のみおよび板厚のみをそれぞれ変化さ せて同じβ 値としたときの弾塑性座屈強度が概ね一致することがわかる．
板厚(𝑡)を変化させた場合に対し，せん断荷重および捩り荷重それぞれの値を比較した．Table 3-3にシリーズ計算に用いた円筒殻の寸法および0.2%耐力の値を，計算結果をFig. 3-13に示す．
Fig. 3-13の点線はせん断荷重付与時の解析結果，実線は捩り荷重付与時を解析結果である．また，
Fig. 3-13の縦軸は各β 値において，板厚の0.05％の最大初期不整量があるときの弾塑性座屈強度
を初期不整量ゼロの時の弾塑性座屈強度と近似し，この値を用いて各弾塑性座屈強度を除して無 次元化を行なっている．
Fig. 3-13より，各初期不整における弾塑性座屈強度の無次元量は，捩り荷重よりもせん断荷重
の場合の方が大きい値をとることが確認できる．また，どのβ 値においても初期不整の影響は捩 り荷重と比べ相対的に小さいことが確認できる．
せん断荷重の方が捩り荷重よりも弾塑性座屈強度が大きく，かつ初期不整の影響を受けにくい 原因として，座屈モードの違いが挙げられる．すなわち，Fig. 3-5に示したように，捩り荷重の 場合は円筒殻全体で座屈するのに対し，せん断荷重の場合は円筒殻の一部のみで座屈が生じる．
この時，面外変形が生じることで座屈変形を妨げるような垂直引張力が生じる．捩り荷重を受け る場合には垂直引張力を受ける領域が全体に拡がっており垂直引張力は大きくならないのに対し て，せん断荷重の場合は座屈が生じている場所（90度付近）にのみ座屈を妨げる垂直引張力が生 じ，その値は相対的に大きい．
その結果，引張応力の大きな位置での座屈強度が上昇し，面外変形の増加とともに，座屈の生 じる場所が初期の位置から次第に引張応力のより小さなその両側の領域へシフトしていくことに なる，両側の領域では生じるせん断応力が90度の位置より小さいため，捩り変形よりも弾塑性座 屈強度が大きくなる．この様子は，Fig. 3-14に示す各せん断荷重負荷時に得た座屈モード図を見 ることにより確認できる．
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Table 3-2 Principal dimensions and parameters of analysis case.
Pattern Radius (mm) Length (mm) Thickness (mm)
0.2% Proof Stress (N/mm2)
Slenderness ratio :
A
20,000 2,000 20 120 1.33
↓ ↓ 50 ↓ 0.53
↓ ↓ 67 ↓ 0.40
B
↓ ↓ 40 480 1.33
↓ ↓ ↓ 77 0.53
↓ ↓ ↓ 43 0.40
(a) Torsional load
(b) Shearing load
Fig. 3-12 Relation between elasto-plastic buckling strength and geometrical initial imperfection
0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
0 20 40 60
τcr/τcr(δ/t=0.0005)
Imperfection(δ/t)×100%
B(β=1.33) B(β=0.53) B(β=0.40) A(β=1.33) A(β=0.53) A(β=0.40)
0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
0 20 40 60
τcr/τcr(δ/t=0.0005)
Imperfection(δ/t)×100%
B(β=1.33) B(β=0.53) B(β=0.40) A(β=1.33) A(β=0.53) A(β=0.40)
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Table 3-3 Principal dimensions and parameters of analysis case.
Pattern Radius (mm) Length (mm) Thickness (mm)
0.2% Proof Stress (N/mm2)
Slenderness ratio :
A
20,000 2,000 24 120 1.10
↓ ↓ 34 ↓ 0.77
↓ ↓ 50 ↓ 0.53
↓ ↓ 82 ↓ 0.32
Fig. 3-13 Relationships between elasto-plastic buckling strength and initial imperfection for various slenderness ratio
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2
0 10 20 30 40 50 60
τc/τcr（δ/t=0.0005）
Imperfection;δ/t 100（％）
β=1.1 β=0.77 β=0.53 β=0.32 β=1.1 β=0.77 β=0.53 β=0.32
Shearing Load
Torsional Load
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(a) ux=0.1(mm)
(b) ux=1.3(mm)
(c) ux=5.9(mm)
Fig. 3-14 First buckling mode at each enforced displacement
Fig. 4.2 First buckling mode
at enforced displacement u
y=0.1(mm)
y
x
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