熱応力緩和構造モデル(1)の熱過渡強度試験; 第2報,伝熱応力解析と強度評価

Creep fatigue test of thermal stress mitigation structure model 1 under thermal transient loadings; 2, Heat transfer analyses, thermal stress analyses and creep fatigue evaluation

木村 公隆*; 渡士 克己; 岩田 耕司; 今津 彰

not registered; not registered; Iwata, Koji; Imazu, Akira

本研究は、実機設計に使用される典型的な形状及び溶接を対象とし、熱過渡強度の把握及びクリープ疲労評価法の確立を目的として実施したものである。熱応力緩和構造モデル(1)供試体の熱過渡試験は構造物熱過渡強度確性試験施設(TTS)を用いて実施され、試験による温度計測結果を熱的境界条件として、熱伝導解析および弾性熱応力解析を実施した。軸対称によるモデル化を基本としたが、軸対称でモデル化が困難なスリット入り円筒胴については3次元によるモデル化を行った。解析には、汎用非線形構造解析システム(FINAS)を用いた。これらの解析結果を用い、安全裕度を取り除いたクリープ疲労強度評価法(TTSDS)による評価を行った。これによるクリープ疲労損傷値とき裂深さの対応を調査した結果、両者が良好な対応関係にあることを確認した。この結果は、母材部、溶接部とも、TTS試験による従来の強度データと整合しており、このクリープ疲労評価法の有効性が確認された。また、本試験データは今後構造物熱過渡試験データベース作成のための貴重なデータとなるものである。

This study aims at grasping the thermal transient strength characteristics of typical structures and weldment for FBR plant components, and examining the design evaluation method for creep fatigue failure. Thermal Stress Mitigation Structure Model(1) was subjected to cyclic thermal loading by using Thermal Transient Test Facility for Stuctures(TTS). Heat transfer analyses and elastic thermal stress analyses were carried out using the measured temperature data. Axisymmetric finite element analyses were carried out for most parts, and 3-dimensional calculations was performed for the slitted cylinder. Analyses were performed by using Finite Element Nonliner Structural Analysis System(FINAS). Creep fatigue damage evaluation based on the evaluation method without safety factors ror material strength(TTSDS) was carried out with these analyses results. The relation between creep fatigue damage evaluated by TTSDS and the crack depth of corresponding point was examined. These results correspond with the thermal transient strength tests of other structural elements using TTS so far. These data are to be used for structural thermal transient test data base.