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陳 振茂; 青砥 紀身; 加藤 章一; 永江 勇二
JNC TN9400 2000-022, 46 Pages, 2000/03
本研究では、SUS304ステンレス鋼における自然磁化と機械損傷の相関に関する試験研究を実施した。単純引張試験及び両振疲労試験を用いて試験片に機械損傷を与え、フラクスゲートセンサーで試験中及び除荷後の磁化特性を測定した。その結果外部磁場をかけなくても塑性変形や疲労損傷により自然磁化が発生し、損傷の増加と伴い飽和することが明らかにした。切欠試験片に疲労き裂を入れた試験から、自然磁化は特に疲労き裂の検査に有効であることが判った。更に疲労試験中測定した磁場信号の処理により、疲労損傷の検出に適用可能な信号の特微量(磁場・ひずみヒシテリシス曲線の面積)を提案した。最後に塑性変形を与えた試験片に対して永久磁石励磁による残留磁化の分布を測定し、残留磁化は塑性変形が十分大きくなると増加する傾向があると判った。上記内容から、損傷誘起自然磁化は絶対値が小さいものの、特微量の抽出やセンサーの工夫によって損傷状態の監視に十分適用可能であると考えられる。一方、自然磁化の測定は走査検査への適用のためにまた努力する必要があるが、これに対して残留磁化に基づいた手法は有効である可能性が高い。なお、提案手法を実機環境への応用に至るまでは、異なる試験条件下の挙動や実環境ノイズの影響の確認などさらなる研究を重ねる必要があると考えられる。
岩田 耕司; 森下 正樹; 一宮 正和; 和田 雄作; 山口 彰
PNC TN9410 97-017, 280 Pages, 1997/01
本報告書は,1995年12月8日に発生した高速増殖原型炉「もんじゅ」2次主冷却系ナトリウム漏えい事故の直接的原因となった,温度計の破損に関する調査・分析の結果を取りまとめたものである。各種破損要因調査,温度計の流力振動試験を含む流力振動特性の調査,流力振動による高サイクル疲労の評価,疲労き裂の進展と破断に至る経緯の調査,ならびに,なぜ当該温度計のみが破損したかの調査,等を実施した。これらの調査の結果,流体力による振動(流力振動)による高サイクル疲労が温度計破損の直接的原因であるとの判断に至った。
古橋 一郎*; 若井 隆純
PNC TN9410 95-080, 84 Pages, 1995/02
FBR構造物の破壊力学解析手法整備の一環として、破壊力学パラメータ解析コードCANIS-J(2D)の改良を行つた。(1)2時点間の応力範囲
を用いた、12時点問の応力拡大係数範囲Kの計算評価機能の追加(2)2時点間の応力範囲、ひずみ範囲
および変位範囲uを用いた、2時点間のJ積分およびJhat積分の計算評価機能の追加。(3)J(J)およびJhat(Jhat)計算式の積分各項毎の計算評価機能の追加。(4)以下の3つの計算モードを1ジョプで計算実行する機能の追加。・モード0
任意時点のK、J、Jhat計算・モード1任意の2時点間のK、J、Jhat計算・モード2任意の連続2時点間のクリープJ積分(J、Jhat)計算特に今回機能追加されたK、J、Jhat計算機能を確認しその適用例を示すために、ATTF環状き裂付き試験体の熱疲労き裂進展試験の破壊力学解析およびき裂進展シミュレーションを行い、以下の結果を得た。(1)熱弾性および熱弾塑性応力場では、J(J)は経路独立性が成立せず、解析評価が困難であり、適用できない。これはJ積分が、弾性応力場で定装されたことによる。(2)Jhat(Jhat)は熱弾性および熱弾塑性応力場でも経路独立性が成立し、解析評価が可能であり、適用可能性が大きい。これはJhat積分が、より一般的な応力場で定義されたことによる。(3)Jhat、熱弾性K、き裂先端近傍の応力(ひずみ)範囲、き裂断面リガメントの正味(曲げ)応力範囲Sn、これらは共通の2時点問でほぼ最大値をとる。(4)Jhatを用いたき裂進展シミェレーションは試験結果に良く対応している。(5)これらの解析結果から、複雑な熱弾塑性荷重サイクルを受けるき裂付き構造物の破壊力学解析および評価において、Jhat(Jhat)が、き裂先端領域の応力(範囲)、ひずみ(範囲)、リガメントの正味断面応力(範囲)およびき裂進展カなどの力学情報を代表する単一の破壊カ学パラメータとして有力であることが示された。
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PNC TJ1559 94-001, 153 Pages, 1994/01
本研究は、岩盤物性と地殻応用に関する研究の一環として、結晶質岩系の花崗岩についての岩盤工学の基礎的研究、すなわち岩盤応力、岩盤の長期安定性および岩盤割れ目の透水性の変化に関する、原位置(釜石原位置試験場)や室内での試験に基づく基礎的・理論的研究を行うものである。「岩盤内割れ目の透水性及び止水に関する研究」では、従来の試験で、割れ目に地下水が充満している場合、あるいは流動している場合、注入材が注入されて水と遭遇すると設計比(水セメント比)が大きく変化し設計通りの固化が行われず、信頼性に欠ける点が指摘された。そこで、平成5年度は充填材(グラウト材)の選定・改質をはかる実験を行ない、新しい固化材の効果を確認した。「岩盤の疲労特性に関する実験的研究」では、繰り返し載荷試験、すなわち疲労試験における岩石の力学的特性の変動を把握するとともに、岩石が繰り返し載荷により受けるダメージを弾性波の伝播速度により定量化することを試みた。「坑道周辺岩盤の力学的状況の精密調査」では、坑道周辺の岩盤内の地圧の分布や緩みの状態等を精密に把握する方法の確立を目的として、かぶりが600mある250mレベル坑道の日峰分岐付近において、坑道周辺の地圧分布とき裂深さに関する測定を実施した。「単一不連続面のShear-FlowCoupling特性試験」では、人工的不連続面にある一定の条件の下で履歴を与えたサンプルを試験体とみなし、Shear-FlowCoupling実験を行った。そして、その諸特性を調べることによって現場の岩盤不連続面の応力-変形の履歴、及び各要素の影響について基礎的に検討した。「ボーリングコアを用いた高信頼性三次元地圧計測法の開発」では、実験室におけるガラスモデルを用いた基礎的研究ならびに釜石鉱山250mレベルの石灰岩コアについて変位測定装置を用いた非弾性変位回復に基づく地圧計測を行い、高信頼性三次元地圧計測法の開発の研究を進めた。
渡士 克己; 吉田 博治*; 古橋 一郎*
PNC TN9410 88-147, 215 Pages, 1988/09
本研究は、安全設計上想定する漏洩口面積を適正化する一手段であるクリープ疲労き裂進展挙動を測定する手法の高度化を非線形破壊力学に基づいて実施し、ホットレグ配管に適用することを目的とする。前年度開発したCANISコードにて、公称応力+-1.5Smの膜、曲げおよびこれらの組合せ応力を受ける種々の表面半楕円き裂を有する平板の疲労J積分およびクリープJ積分のデータを作成し、これを用いてエルボの最大応力発生場所のき裂進展計算を行った。結果:(1)板厚20.6mm、500
におけるき裂進展データベースを作成した。(2)初期想定欠陥(長さ41.2mm、深さ4.12mm)の進展に伴う形状変化は疲労でもクリープ疲労でも殆ど同一である。(3)貫通繰返し数は疲労で6250(膜応力)30,520(曲げ応力)サイクル、クリープ疲労で3031534(同上)サイクルである。(4)開口面積は内圧(2atg)に対するものが1.5Sm相当の曲げモーメントに対するものより大きく、約0.5mm2である。(5)最大漏洩率は約23-/hrである。安定き裂進展のシミュレーション技術の高度化はほぼ終了した。今後曲率の影響調査及び実験による検証が必要である。
