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板厚・形状を設計変数とした最適化 Case f ) の場合

第 7 章 本研究で使用する構造最適化手法

8.2  降伏及び座屈応力を考慮した最適化の結果

8.2.3 板厚・形状を設計変数とした最適化 Case f ) の場合

ン上の板厚が増加している.

 以上より,Case a ) と比較した場合に板厚が増加した設計変数部材は,応力制約よりも座 屈制約に対して弱い部分であり,座屈対策として,十分な板厚が必要である事が数値的に確 認された.

0.0

0.0 0.0 3.0 4.0 4.0 4.0 3.0 0.0

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4.0 0.0 4.0

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0.0 0.0 0.0

4.0 0.0 4.0

unit : mm d) GIRDER

Fig.8-2-3 Plate thickness at the Case f ) (Difference from the Case c) ) c) FLOOR

b) BTMPLATE

a) INNBTMPLATE and BLGHOPPER

3CH

3CH

3CH

3CH

-1.0 -1.0 -2.0

0.0 0.0 2.0

2.0 0.0 0.0

-2.0 0.0 0.0 2.0

2.0 0.0 0.0 0.0

0.0 -2.0 1.0

1.0 -2.0 -1.0 0.0

-1.0

0.0 1.0 1.0 1.0

3.0 3.0 3.0

3.0 2.0 3.0

3.0 3.0 3.0

3.0 2.0 3.0

0.0

unit : mm d) GIRDER

Fig.8-2-4 Plate thickness at the Case f ) (Difference from the Case d) ) c) FLOOR

b) BTMPLATE

a) INNBTMPLATE and BLGHOPPER

3CH

3CH

3CH

3CH

0.0 0.0 1.0 0.0

0.0 0.0 0.0

0.0 0.0 0.0

0.0 0.0 0.0

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-6.0 -6.0 -2.0

-1.0 2.0 3.0

3.0 2.0 -1.0

-2.0 -1.0 2.0 3.0

3.0 2.0 -1.0 -1.0

-7.0 -2.0 0.0

0.0 -2.0 -6.0 -7.0

-6.0

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4.0 1.0 4.0

1.0 0.0 1.0

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4.0 1.0 4.0

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0.0 0.0 2.0 2.0 -4.0 2.0 2.0 0.0

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02,03で板厚が増加した.Fig.8-2-3-c)よりFLOORはロアスツール直下に位置する部材を除 く全ての部分で板厚が増加した.Fig.8-2-3-d)よりGIRDERは最も船側のガーダーは板厚が 増加したが,パーシャルガーダー及びセンターライン上の部材の一部等では減少した.

 以上より,FLOOR全体と船側に最も近いガーダーは,座屈制約に対して特に弱い部分で あり,Case c)に比べ板厚は増加した.またlowerstool_w1(No.3CH内側)の変更と他の板厚 の増加により,GIRDERで余裕が生まれた部分では,板厚が減少したものと数値的に確認で きる.また,他の設計変数部材も同様に,板厚が増加した部材は,応力制約よりも座屈制約 に対して弱い部分であり,座屈の対策として十分な板厚が必要である事が数値的に確認され た.

 また,同様の制約条件下において形状設計変数の影響を調べるため,Fig.8-2-4に板厚設計 変数の変更の様子をCase d)からの差として示す.Fig.8-2-4-a)よりBLGHOPPERは,ロアス ツール部との取り合い部分の板厚が増加しており,前途のCase c)との比較及び,Case a)と

Case c)との比較等から,座屈制約による影響よりもlowerstool_w1(No.3CH内側)の変更によ

る影響が大きく現れている事が数値的に確認できる.またFig.8-2-4-b)よりBTMPLATEはセ ンターライン付近で板厚が減少し,船艙前後の船側付近で板厚が増加したため,結果的にセ ンターラインから船側にかけてなだらかな板厚の変化となった.Fig.8-2-4-c)よりBTMPLTE では大きな変化は見られなかったが,Fig.8-2-4-d)よりGIRDERではセンターライン付近と パーシャルガーダーで板厚が大幅に減少している.以上の様に,形状設計変数の変更により,

二重底幅が狭まり,ロアスツール幅(内側)が船艙内側に張り出した結果,ガーダー部にか かる力が分散され,板厚もセンターラインから船側にかけてなだらかに変化する値が選択さ れた事が数値的に確認された.また,全ての制約を満足しながら,目的関数である船体重量 をより一層減少させる事が可能である事がわかる.