高温ガス炉燃料と黒鉛構造物の応力解析法および計算プログラム

幾島 毅

日本原子力学会誌, 20(1), p.48 - 55, 1978/01

https://doi.org/10.3327/jaesj.20.48

高温ガス炉の炉心は黒鉛を主要構成材料として形成され、高温、高熱勾配、10n/cm程度の高速中性子束の環境下で使用される。この炉心の応力解析には、炉心内の黒鉛の挙動:熱膨張、照射寸法変化、照射クリープ、異方性、物性値の温度と照射量との依存性を考慮しなければならない。本報告は、以上の観点に立って、高温ガス炉燃料と黒鉛構造物の応力解析に関するものである。内容は、(1)応力解析法では解析的方法と有限要素法とによる解法について、(2)計算プログラムでは、この分野の計算プログラムの現状と比較を行い、(3)応用例として、原研の多目的高温ガス炉で実施された例について述べ、応力解析結果の問題点について論じたものである。

LIVIELA:有限要素法による粘弾性応力解析プログラム

幾島 毅

JAERI-M 5880, 77 Pages, 1974/11

JAERI-M-5880.pdf:2.09MB

高温ガス炉の燃料は黒鉛を主要材料として構成されている。黒鉛は異方性材料であり、また高速中性子の照射によって寸法変化およびクリープ現象がある。よって黒鉛材料の応力解析のためには、これらの現象を考慮して行う必要がある。この目的のためおよび黒鉛以外の材料についても粘弾性応力解析ができるプログラムを作成した。このプログラムの特徴はつぎのとおりである。(1)照射寸法変化が取扱える。(2)遷移クリープおよび定常クリープが取扱える。(3)異方性材料が取扱える。(4)温度計算、熱応力、外荷重と変位、圧力による応力を独立にまたは組合せて計算できる。(5)計算は有限要素法の変位法によって行い、行列演算はSOR法によっている。(6)計算結果はプロッタによって図示できる。この報告書は計算プログラムの内容と入力および出力形式、および計算例について述べたものである。