Fatigue crack growth behaviour for adjacent two surface flaws in accordance with combination rules

合体基準を考慮した2つ隣接表面亀裂の疲労亀裂進展挙動について

Lu, K. ; Li, Y. ; 長谷川 邦夫*; Lacroix, V.*

Lu, K.; Li, Y.; Hasegawa, Kunio*; Lacroix, V.*

原子力機器等の構造物に、経年事象による複数亀裂の発生があり得る。現行の構造物の健全性評価では、維持規格に規定されている複数亀裂の合体基準に従った疲労亀裂等の進展計算を行い、構造物の疲労寿命を評価している。しかし、各国の維持規格は異なる合体基準が用いられている。本論文では、2個の同一平面の表面亀裂を有する配管の疲労亀裂進展解析を行い、複数の合体基準を用いて配管の疲労寿命を求めた。あわせて、亀裂間の応力拡大係数の干渉効果を考慮した拡張有限要素法による疲労寿命を求めた。その結果、国内の維持規格に従って計算した疲労寿命は拡張有限要素法で得られた結果に近く、一部の国の合体基準は過度の保守性が含まれていることを明らかにした。

When multiple flaws are found in a structural components, fitness-for-service (FFS) codes such as ASME Code Section XI, BS 7910 and FKM Guideline provide flaw combination rules. However, the specific criteria are different among FFS codes. In this paper, fatigue flaw growth for adjacent surface flaws in a pipe subjected to cyclic tensile stress were obtained by numerical calculations using different combination rules. In addition, fatigue lives taking into account interaction effect between the two flaws were conducted by extended finite element method (X-FEM). As the calculation results, it is found that the fatigue lives calculated by the X-FEM are close to those by the ASME Code. Finally, it is worth noticing that the combination rule provided by the ASME Code is appropriate for fatigue flaw growth calculations.