Final results of an analytical round robin exercise to support constraint effects

試験片拘束効果評価のためのラウンドロビン解析の最終結果

Scibetta, M.*; Altstadt, E.*; Callejas, R.*; Lee, B.*; 三浦 直樹*; 鬼沢 邦雄 ; Paffumi, E.*; Serrano, M.*; Tatar, L.*; Yin, S.*

Scibetta, M.*; Altstadt, E.*; Callejas, R.*; Lee, B.*; Miura, Naoki*; Onizawa, Kunio; Paffumi, E.*; Serrano, M.*; Tatar, L.*; Yin, S.*

国際原子力機関(IAEA)では、軽水型原子炉圧力容器への破壊靱性マスターカーブ法の適用に関する課題解決のため、国際協力研究(CRP)を行っている。このCRPにおける課題1では、マスターカーブ法により予き裂付シャルピー(PCC)試験片から参照温度T0を決定するための課題に着目し、破壊靱性試験及び解析を実施した。ラウンドロビン解析では、き裂先端近傍の応力・ひずみに着目して弾塑性有限要素法解析を用いた。ラウンドロビン解析には、9か国から10機関が参加し、浅いき裂と深いき裂を有する試験片の3次元モデルを作成して解析を行った。解析コードや解析者の相違の影響は比較的小さく、深いき裂と比較した場合、浅いき裂の試験片の方が拘束効果に対する感受性が高いことが示された。また、破壊靱性参照温度の観点では、き裂深さの影響は約40Cとなることが示された。

IAEA has developed a coordinated research project (CRP) to evaluate various issues associated with the fracture toughness Master Curve for application to light-water RPVs. Topic Area 1 of the CRP is focused on the issue of test specimen geometry effects, with emphasis on determination of reference temperature T0 with the pre-cracked Charpy specimen and the bias effect. Within the analytical part, elastic plastic finite element methods are used in order to access local stress and strain information. This analytical round robin exercise has been performed by ten laboratories from nine different countries focusing on the modeling of realistic three dimensional geometries containing shallow and deep crack. Independently of the used code and of relatively small user effect differences, it is found that shallow crack specimens are more sensitive to loss of constraint than deep crack specimens for a given specimen size. The difference in terms of reference temperature between the two geometries is evaluated to be about 40C.