A New probabilistic evaluation model on weld residual stress

溶接残留応力に関する新たな確率論的評価モデル

勝山 仁哉  ; 宮本 裕平*; 山口 義仁 ; 真野 晃宏 ; Li, Y. 

Katsuyama, Jinya; Miyamoto, Yuhei*; Yamaguchi, Yoshihito; Mano, Akihiro; Li, Y.

溶接残留応力は、配管溶接部に対する構造健全性評価における亀裂進展の駆動力であり、大きな不確実さを有する重要な因子の1つである。合理的な構造健全性評価を行うためには、その不確かさを考慮し、確率論的破壊力学(PFM)に基づき評価を行うことが重要である。既存のPFM解析コードでは、複数の有限要素解析(FEA)による結果を統計処理することにより、その不確実さが設定されているが、その処理の方法はPFM解析を実行する者に依存しており、異なる不確かさを与える要因となると考えられる。本研究では、フーリエ変換を基に新たな溶接残留応力評価モデルを開発し、構造健全性評価研究グループが整備しているPASCAL-SPに導入した。これにより、FEAで得られた複数の溶接残留応力解析の結果を直接PFM解析の入力データとして設定することで、その不確実さを自動的かつ正確に設定できるようになった。以上より、溶接残留応力の不確かさの評価手法を高度化することができた。

Weld residual stress (WRS) is one of the most important factors with a great deal of uncertainty, which is considered as a driving force for crack growth in the structural integrity assessment of piping welds. For more rational assessments, it is important to consider the uncertainty of WRS in probabilistic fracture mechanics (PFM) analysis. In the existing PFM analysis codes, the uncertainty of WRS is set through statistical process of multiple finite element analysis (FEA) results. This process depends on persons who perform PFM analysis, and it may give different uncertainties. In this study, we developed a new WRS evaluation model based on the Fourier transformation, and the model was introduced into PASCAL-SP which has been developed by Japan Atomic Energy Agency. Through these improvements of the code, the uncertainty of WRS can be taken into account automatically and appropriately by inputting multiple WRS analysis results directly as input data of PFM analysis.