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Proposal of simulation materials test technique and their constitutive equations for structural tests and analyses simulating severe accident conditions

過酷事故を模擬した構造物試験・解析のための模擬材料試験技術と模擬材料の材料特性式の提案

橋立 竜太; 加藤 章一; 鬼澤 高志; 若井 隆純; 笠原 直人*

Hashidate, Ryuta; Kato, Shoichi; Onizawa, Takashi; Wakai, Takashi; Kasahara, Naoto*

シビアアクシデント時には、原子力発電所の構造材料は過度の高温にさらされる。過酷事故時の構造物の終局破損様式を把握することは非常に重要であるが、そのようなシビアアクシデント時の破壊メカニズムは明らかにされていない。しかしながら、実際の構造材料を用いて構造物破壊試験を実施することは非常に難しく、かつ高価な試験になる。そこで、実際の構造材料の代わりに鉛合金を使用した構造物破壊試験を提案する。低温での鉛合金構造の破損メカニズムと高温での実際の構造の破損メカニズムとの類似性を実証するには、数値解析が必要である。2019年に数値解析のための非弾性構成方程式を提案したが、鉛合金の材料試験ではばらつきが大きく、提案式は良好に表現することができなかった。本研究では、材料特性を安定させる時効合金を用いた新しい材料試験結果に基づいて、鉛合金の改良非弾性構成方程式を提案する。

Although it is very essential to clarify how the structure collapses under the severe accident conditions, the failure mechanisms in excessive high temperatures are not clarified. However, it is very difficult and expensive to perform structural tests using actual structural materials. Therefore, we propose to use lead alloys instead of actual structural materials. For demonstration of analogy between the failure mechanisms of lead alloys structure at low temperature and those of the actual structures at high temperature, numerical analyses are required. Although the authors proposed inelastic constitutive equations for numerical analyses in 2019, the equations could not successfully express because of large variations observed in the material tests of the lead alloy. In this study, we propose the improved inelastic constitutive equations of the lead alloy on the basis of the material test results used by aged alloy which can stabilized the material characteristic.

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