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An Overview of creep-fatigue damage evaluation methods and an alternative approach

クリープ疲労損傷評価法の概観と代替手法

浅山 泰 ; Jetter, R.*

Asayama, Tai; Jetter, R.*

高速増殖炉等の高温炉の開発の再活性化とともに、クリープ疲労評価法を見直す必要が生じている。そこで、本論文では、ASME Subsection NH, RCC-MR及び我が国の高速実証炉高温構造設計方針案に採用されているクリープ疲労評価法である時間消費型の線型損傷則について、その長所と短所を整理したうえで、改良9Cr-1Mo鋼の材料試験データを評価し、その評価精度を明らかにした。各基準等による評価精度には差異があり、Subsection NHの手法による評価が最も保守的な結果となった。評価結果の差異は、線型損傷則の適用方法の細部の規定の違いによるものであるが、これらの幾つかは、線型損傷則において用いるクリープ損傷は試験での測定量ではなく、応力ひずみ挙動や応力緩和挙動から間接的に評価される量であることに起因しているものと考えられる。そこで、この問題を解決するために、疲労損傷とクリープを分離せずにクリープ疲労損傷を評価する手法であるSMT法(Simplified Model Test)を提案し、その具体的な適用方法と今後の開発課題を明らかにした。

Renewed interest in elevated temperature nuclear reactors has occasioned a reassessment of creep-fatigue damage evaluation methods. Points to be improved in the current methods employed in Subsection NH of the ASME Boiler and Pressure Vessel Code and other design codes are discussed. Most current creep-fatigue damage evaluation methods separately evaluate cyclic fatigue damage and creep damage and assess the combined damage through interaction diagrams. In this paper, an alternate approach to determination of cyclic life has been proposed which avoids parsing the damage into creep and fatigue components. This approach, called the Simplified Model Test (SMT) has two major advantages. First, it is not necessary to calculate the inelastic stress-strain history for a design evaluation. Second, it is not necessary to rely on theoretical modeling of these effects in an artificial separate accounting of creep and fatigue damage.

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