長距離にわたる温度分布の移動による熱ラチェットひずみの飽和挙動

Saturation behavior of thermal ratcheting strain due to long range travel of temperature distribution

岡島 智史 ; 若井 隆純 

Okajima, Satoshi; Wakai, Takashi

高速炉容器液面近傍部には急峻な温度分布が生じる。この温度分布が長距離にわたって移動する場合、たとえ一次応力がなくても継続的に塑性ひずみが累積する、新たな様式の熱ラチェットが生じうることが報告されている。本報では、生じる熱応力が相対的に小さい温度分布が、長距離にわたって移動する薄肉円筒モデルについて、有限要素解析結果の分析を実施した。この結果、温度分布が通過する領域における累積塑性ひずみは、中央部が最大となる分布形状となることを明らかにした。また温度分布移動距離が過大でなければ、温度分布が通過する領域の中央部においても、最終的にシェイクダウン挙動を示すのに必要な残留応力が確保され、塑性ひずみの累積が飽和することを明らかにした。

It was reported that the long distance travel of temperature distribution causes a new type of thermal ratcheting, even in the absence of primary stress. In this paper, based on the results of inelastic finite element analyses, we investigated saturation behavior of thermal ratcheting strain due to long range travel of temperature distribution. As a result, we revealed that the long distance travel of temperature distribution generates plastic strain distribution made maximum at the central part. Because of the shape of the generated strain distribution, the residual stress accumulates even at the central part of the region passed through the temperature distribution. In the case with excessive long traveling of temperature distribution, the region with plastic deformation extended to the surrounding region. Otherwise, sufficient magnitude of residual stress to cause shakedown behavior accumulated on entire region, and the accumulation of the plastic strain saturated.