汎用非線形構造解析システムFINAS拡張・整備報告書(3)

Extension and maintenance of finite element nonlinear structural analysis system "FINAS" (III)

千葉 隆久*; 上野 睦郎*; 久保 文男*

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動力炉・核燃料開発事業団においては,高速増殖炉の仮想的炉心崩壊事故時に炉容器等の構造材の健全性を確認することを目的として,縮尺モデルによる一連の耐衝撃試験を実施している。この試験では,冷却材液体ナトリウムを水で置き換え,さらに燃料-冷却相互作用によって解放されるエネルギー源を低爆発の火薬によって模擬している。一方,筆者等は既に,「冷却材ナトリウムスラグ衝突圧の評価解析」(PNC SJ 88-001)1),「冷却スラグ衝突圧への遮蔽プラグ固定ボルト及び熱遮蔽層の変形の影響評価解析(その1)」(PNC SJ 9270 89-021)2)によって,実体系において仮想的炉心崩壊事故が発生し,ナトリウムスラグが炉容器上方に一様な運動エネルギーを付与された時の遮蔽プラグ・固定ボルト・炉容器等の構造材が示す過度応答挙動を2次元流体-構造物相互作用解析用コンピュータプログラム:PISCE-2DELK3)を用いて解析する手法を確率してきた。本報告書は,これらの手法を,前述の耐衝撃試験に対して発展的に適用・解析を実施することを目的とする。解析手法として,上述の2つの報告書に対する改良点は,薄板炉容器内構造物が両面で流体と相互作用を可能にするための特殊なモデル化を検討・実施したことである。また,低爆速火薬のモデル化については,原子力安全研究協会が実施した「原型炉低爆速耐衝撃試験」(PNC SJ 214 75-01)4)を基礎として,筆者等が実施した「1/15モデル炉容器耐衝撃試験体系におけるPISCESコードによる解析入出リスト」(PNC SJ 241 83-072))5)に対して改良を加えた。

A general purpose finite element nonlinear structural analysis system FINAS has been developed since 1976 for fast breeder reactor (FBR) components. Extension, improvement and maintenance of this system has been continued hitherto. This report describes the results of the work which was carried out during September 1988 to February 1989. FINAS is equippd with basic capabilities of a general purpose program as the results of the past ten years development. However improvement and enchancement of this system are needed to cover more wide range of problems. In this year, inelastic analysis, large deformation analysis, fracture mechanics analysis, dynamic analysis and fluid-structure interaction analysis were mainly extended, improved and developed. The first part of this report is the result of maintenance and extension obtained in this year. In second part, the theory of structural analysis and numerical method employed ln FINAS are described. Finally, numerical examples intended for verification and demostration of applicability to practical problems are illustrated.