システム化規格の開発(第4報)-確率論を用いた強度計算を目的とする材料の統計的特性:316FR母材材料強度-

Development of system based code for integrity of FBR, Part 4; Statistical material property for probabilistic strength calculation: 316FR base metal material strength

川崎 信史 ; 浅山 泰 

Kawasaki, Nobuchika; not registered

高速増殖炉の信頼性、安全性、経済性の三者を成立させるため、荷重の設定方法、製作方法、維持といった従来の構造設計基準より広い分野を対象とする構造健全性評価手法であるシステム化規格の開発が開始されている。異なる分野間を通じ、信頼性・安全性を評価するためには、対象全分野を通し共通して適用できる定量的指標が必要となる。現在この指標案としてはき裂発生確率やき裂貫通確率といったものがあげられている。き裂発生確率やき裂貫通確率の計算のためには、今後材料の分野において、材料特性の確率分布を提供していく必要がある。そのため、本報告書では、 316FR母材材料強度をサンプリングとして、確率分布の策定対策、策定方法及び策定分布の評価方法を検討した。策定確率分布対象は強度評価法との関係から降伏応力、引張強さ、縦弾性計数、ポアソン比、熱膨張係数、主クリープ破断関係式、クリープひずみ式、弾塑性応力ーひずみ関係式、動的応力ーひずみ関係式、最適疲労破損式、クリープ破断伸びとした。その上で、各々の特性について正規分布、対数正規分布、ワイブル分布のいずれかに分布を近似するとともに、策定方法をチャート化した。策定した分布については、策定に使用したデータ範囲、データ数、近似式との相関性の観点から 3段階の評価を実施した。

Both reliability and safety have to be further improved for the successful commercialization of FBRs. At the same time, construction and operation costs need to be reduced. To realize compatibility among reliability, safety and, cost, the Structural Mechanics Research Group in JNC started the development of System Based Code for Integrity of FBR. This code extends the present structural design standard to include the areas of load setting, fabrication, inspection, maintenance, and so on. A quantitative index is necessary to connect different partial standards in this code. Crack initiation probability and crack penetration probability are considered as candidate indexes. In material field, probabilistic material distributions are requested to calculate those index probabilities. Therefore, using 316FR base metal material strength as a sample, a scope of necessary distributions, a method of distribution decision, and an evaluation method of decided distributions are considered. The scope of distribution is decided by a comparison with strength evaluation methods. Those are yield stress, ultimate stress, creep rupture equation, creep strain equation, monotonic stress-strain equation, cyclic stress-strain equation, fatigue failure equation, creep rupture elongation, and so on. The method of distribution decision is fixed during this sample trial, and by this procedure, above scoped characters were approximated into normal distributions, lognormal distributions or Weibull distributions. Decided distributions are evaluated into three ranks from the view points of data range, the number of data, and the coefficient of correlations.