2023年度/2B20269001 (府大)

【金3】構造力学II <後期>

現存する海洋構造物の代表例についてその特徴を理解し、特にセミサブ型浮体に関する設計波の考え方を習得する。構造解析を実施する上で必要となるであろう有限要素法について、立体ラーメン要素を例に、仮想仕事の原理、変位（拘束あるいは強制変位）条件と力学的条件などの基礎概念を理解する。仮想仕事の原理による定式化は、ダランベールの原理と組み合わせることにより容易に動的問題に拡張できる。立体ラーメン要素を例に、整合質量マトリックス、一般化固有値問題、構造体の固有振動数、振動モード法による動的構造解析の手法を習得する。

担当教員氏名

坪郷 尚

科目ナンバリング

BMMSE3A11-J1 (府大)

授業管轄部署

工学部

授業形態

講義

開講キャンパス

中百舌鳥

開講区分

週間授業

配当年次

3年 (府大)

注意: 配当年次は学部・学科によって異なる場合があるので、UNIPAで確認してください。

単位数

2単位 (府大)

注意: 実際の単位数は学部・学科によって異なる場合があるので、必ずUNIPAで確認してください。

到達目標

１．海洋構造物の代表例についてその特徴を説明できる。 ２．要素剛性マトリックスあるいは要素質量マトリックスの成り立ちを説明できる。 ３．変位（拘束あるいは強制変位）条件と力学的条件などの基礎概念を理解し、合理的な拘束を与えることができる。 ４．構造体の固有振動数の計算法の概略を説明できる。

各授業回の説明

授業	授業内容	事前・事後の学習内容
第1回	代表的な海洋構造物の機能と形態
第2回	セミサブ型浮体の設計波(スプリットフォース，ラッキングフォース，ピッチコネクティングモーメント)	2次元微小振幅の水波
第3回	棒の歪と節点変位、仮想変位と歪エネルギー増分	材料力学：棒の引張・圧縮、歪エネルギー
第4回	棒の仮想仕事の原理、要素剛性方程式	材料力学：棒の引張・圧縮、歪エネルギー
第5回	棒構造全体の仮想仕事の原理、剛性方程式	線形数学
第6回	境界条件と剛性マトリックスの並べ替え	線形数学
第7回	梁の歪と節点変位、歪エネルギー増分	梁理論
第8回	サンブナンのねじり要素	丸軸のねじり
第9回	座標変換、構造船体の剛性方程式、要素端力	仮想変位、歪エネルギー増分、仮想仕事
第10回	棒の整合質量マトリックス	振動工学：ダランベールの原理、仮想仕事
第11回	梁の整合質量マトリックス
第12回	ねじりの回転慣性、質量マトリックス
第13回	固有振動モードと直交性	振動工学
第14回	時刻歴解析法、一般化固有値問題	振動工学、線形数学：コレスキー分解、ヤコビ法
第15回	海洋構造物に作用する外力の例(波による強制力，水面上で振動することによる付加質量力および減衰力)，船体に作用する流体力の例(船首船底スラミング，バウフレアスラミング，タンク内のスロッシング)と関連した振動（ホイッピング，スプリンギング）の紹介	流体力学IA(Bernoulliの定理) 浮体運動学（自由表面条件,RD問題, Haskindの関係）

事前・事後学習の内容

材料力学,振動工学,流体力学 を復習しておくこと。

成績評価方法

授業目標の1～4について、それぞれ複数回のレポートにより評価を行い（計100点満点）、60点以上を合格とする。

履修上の注意

プログラム【学習教育目標】(E)解析力

教科書

工業振動学 第２版　（中川憲治、他、森北出版）、また必要に応じて資料を配付する。

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参考文献

海洋構造力学の基礎（吉田宏一郎、成山堂）、海洋工学の基礎知識 ２版（元綱数道、他、成山堂）

オフィスアワー

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教員への連絡方法（メールアドレス等）

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その他

(関連科目)海洋システム工学基礎,材料力学,流体力学,振動工学,構造力学,浮体運動学