船体構造(振動編) 船舶海洋工学シリーズ8


978-4-425-71501-5
著者名:荒井誠・遠山泰美・渋江唯司・修理英幸・深沢塔一
ISBN:978-4-425-71501-5
発行年月日:2013/6/20
サイズ/頁数:B5判 288
在庫状況:在庫有り
価格¥5,060円(税込)
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接水振動や防振対策、波浪中での船舶の動的応答についても詳しく解説した振動学の新定番!振動に関する基礎知識、基礎理論から、船体振動問題への応用について学習でき、とくに一般的な振動学の教科書にはない、梁や板の振動理論、接水振動いついては詳しく解説した。

【まえがき】より  大学の機械系学科においては、基礎科目として振動学の講義が開催されており、多くの優れた教科書や参考書が出版されている。本書も振動学の教科書であるため当然のことながら振動の基礎知識をまとめており、既存の書物と共通した内容の記述も多い。しかしながら、本書は船舶海洋工学系の学生や船舶海洋工学関連企業で活躍している若手技術者の使用を前提としているため、通常の振動学の教科書とは異なる特徴も多々もっている。例えば、船舶でしばしば問題となる接水振動を詳しく解説している点、船体振動の具体的な防振対策の解説を行っている点、波浪中での船体の動的応答の紹介を行っている点などである。また、解説と演習をセットにして読者の理解を深める試みも本書の特徴の一つである。
 本書は、次に示す1?4の4つのパートで構成される。
 1.序論:第1章
 2.振動の基礎:第2章。第3章、第4章、第5章
 3.船体振動:第6章、第7章、第8章、第9章
 4.関連する数学および数値解析法
 振動はしばしば損傷に結びつくことから工学上の失敗例となることがある。Part1では、読者に船体振動学習の重要性を認識して頂けるように、いくつかの工学分野で残念ながら振動が原因となって発生してしまった損傷事故の例を紹介する。
 Part2では、振動に関する基礎知識、基礎理論を学習する。船体振動問題への応用を考慮して、梁や板の振動理論、接水振動について詳しく解説している点は、一般的な振動学の教科書とは異なる本書の特徴の一つである。
 Part3では、船体固有の振動問題を取り扱い、防振設計法、振動計測法、振動評価法について詳しく解説する。船体振動の教科書としての本書の中心部分である。技術者として活躍している読者にも活用して頂けるようにできるだけ実用的な事項を紹介する。また、波浪中の船体に生ずる動的応答に関連した重要な項目をトピックス的に紹介する。
 本書のPart2、Part3を理解するために必要な最小限の数学的知識は本文中の関係箇所に記載したが、さらに詳細な数学や数値計算の知識を得たい場合は、関連する事項をPart4にまとめてあるのでご利用頂きたい。
 船体振動について基礎から学びたいと考えている大学学部生などは、Part1、2、3の順に読み進めて頂きたい。すでに振動学の基礎知識を学習済みの読者は、Part3からはじめて、必要に応じてPart1、2、3を参照するという読み方も可能である。また読者は力学、材料力学の基礎を習得していることを前提とするため、適宜それらを復習しつつ本書を読んで頂きたい。本書が船舶海洋工学系学生の学習や、企業の若手技術者の知識整理に役立つことを願っている。
 なお、本書の執筆に当たっては大阪大学奥本泰久先生より多くのご教示を頂いた。ここに謝意を表します。

【目次】
第1章 序論
第2章 振動に関する基礎知識
 2.1 振動の種類
 2.2 振動に関する基本用語と単位

第3章 離散系の振動
 3.1 1自由度系の自由振動
  3.1.1 減衰の無い自由振動
  3.1.2 減衰のある自由振動
 3.2 1自由度系の強制振動
  3.2.1 質点に周期的な起振力が作用する場合
  3.2.2 振動系の固定点に強制変位振動が作用する場合
  3.2.3 周波数応答曲線
  3.2.4 一般的な外力による過渡応答
 3.3 多自由度系の振動
  3.3.1 固有振動数とモード
  3.3.2 動吸振器

第4章 構造振動  4.1 棒の縦振動
  4.1.1 棒の縦振動の支配方程式
  4.1.2 棒の縦振動の自由振動
  4.1.3 棒の縦振動の強制振動
 4.2 棒のねじり振動
  4.2.1 ねじり振動の基礎式
  4.2.2 ねじり振動の固有振動数とモード
  4.2.3 ねじり振動における強制振動応答
 4.3 梁の振動
  4.3.1 梁のせん断振動方程式
  4.3.2 ベルヌーイ・オイラー梁の曲げ振動方程式
  4.3.3 チモシェンコ梁の振動方程式
  4.3.4 梁の自由振動
  4.3.5 梁の強制振動
 4.4 平板の曲げ振動

第5章 接水振動  5.1 付加水質量とは
 5.2 平板の接水振動
  5.2.1 無限平板の付加水質量
  5.2.2 接水防撓板の固有振動数
 5.3 付加水質量マトリックスの導出法
 5.4 タンク壁の振動

第6章 船体振動と防振設計  6.1 防振設計法
  6.1.1 防振設計フロー
  6.1.2 船体振動の種類
 6.2 起振力
  6.2.1 主機起振力
  6.2.2 プロペラ起振力
 6.3 ハルガーダー振動
  6.3.1 船体全体振動の種類
  6.3.2 固有振動数推定法
  6.3.3 二重底との連成振動
  6.3.4 有限要素法固有振動解析における自由度縮小方法?
 6.4 上部構造振動
  6.4.1 振動の特徴
  6.4.2 固有振動数推定法
  6.4.3 連成振動
 6.5 ウェブフレームの振動
 6.6 水中付加物の自励振動
 6.7 防振対策
  6.7.1 起振力低減
  6.7.2 共振回避
  6.7.3 電動型消振装置

第7章 船体振動計測
 7.1 船体振動計測のISO 規格
 7.2 船体振動試験の種類
  7.2.1 ハンマー打撃試験
  7.2.2 アンカー衝撃試験
  7.2.3 起振機試験
  7.2.4 航走時振動試験
 7.3 船体振動分析
  7.3.1 振動分析の種類
  7.3.2 周波数分析
  7.3.3 周波数応答解析と実験モード解析
 7.4 船体振動計測例
  7.4.1 起振機試験
  7.4.2 航走時振動試験

第8章 振動評価基準  8.1 居住性振動評価
  8.1.1 ISO6954-1984
  8.1.2 ISO6954:2000
 8.2 ISO 船体振動計測基準
 8.3 局部構造振動評価

第9章 波による動的応答  9.1 流体衝撃力に起因する問題
  9.1.1 スラミング
  9.1.2 スロッシング
 9.2 波による船体の動的応答
  9.2.1 応答解析法
  9.2.2 ホイッピング
  9.2.3 スプリンギング

付録 A1 オイラーの公式と振動の数学的表現
A2 インパルス応答と畳込み積分
A3 固有振動モードの直交性
A4 行列反復法
A5 レイリー法
A6 レイリー・リッツ法
A7 FEM
A8 フーリエ級数とフーリエ変換
A9 実験モード解析と周波数応答関数の表現方法

(海事図書)


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