ITERトカマク本体縮小試験体の振動パラメータ解析

Parameter study on dynamic behavior of ITER tokamak scaled model

中平 昌隆; 武田 信和; 浦田 一宏*

Nakahira, Masataka; Takeda, Nobukazu; Urata, Kazuhiro*

本研究では、ITERコイル系振動試験体の振動特性試験を行う際に、ベースプレートに試験体の振動特性に影響を及ぼさず、かつ十分な剛性を与えるため、ベースプレートの板厚を現状の55mmから100mm, 150mm, 190mmへと増加させ4ケースの振動解析を実施し、この結果から、振動特性に影響を与えないベースプレートの改造案を検討した。系全体の1次モードで判断した場合、ベースプレート板厚を150mm超とすれば、剛体の場合の9割程度の剛性が得られることがわかった。そこで、板厚を増加させる方向で改造案を考え、板材の供給性,搬送可能性,溶接可能性から判断し、300mmが限界と考えられるので限界挙動を見るために、ベースプレート板厚を300mmとして再度解析を行った。この解析結果では、全体系の曲げ1次モードの固有値は、剛体の場合の97%にまでなった。ただし、ベースプレートをテストフロアに固定するボルト長が延長されたため、ボルトのねじれモードが発生した。総合的に判断し、150mmあるいは190mm程度で十分な剛性が得られており、これ以上板厚を増やす必要はないと結論した。

This report summarizes the study on dynamic behavior of ITER tokamak scaled model according to the parametric analysis of base plate thickness, in order to find a solution to give the sufficient rigidity without affecting the dynamic behavior. For this, modal analyses were performed changing the base plate thickness from the present design of 55mm to 100, 150 and 190 mm. It was found that the thickness of 150mm gives well fitting of 1st natural frequency about 90% of ideal rigid case. Thus, the modification study was performed to find out the adequate plate thickness. Considering the material availability, transportation and weldability, it was found that the 300mm thickness would be a limitation. The analysis result of 300mm thickness case showed 97% fitting of 1st natural frequency to the ideal rigid case. It was however found that the bolt length was too long and it gave additional twisting mode. As a result, it was concluded that the base plate thickness of 150mm or 190mm gives sufficient rigidity for the dynamic behavior of the scaled model.