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生島 一樹*; 柴原 正和*; 西川 聡*; 古川 敬*; 秋田 貢一; 鈴木 裕士; 諸岡 聡
E-Journal of Advanced Maintenance (Internet), 9(3), p.NT87_1 - NT87_5, 2017/11
In this work, an analysis system that can analyze the modification of the residual stress distribution by peening is proposed based on IEFEM. In the proposed analysis system, IEFEM is extended to consider the dynamic effect to analyze the dynamic phenomenon with an impulsive load. The impulsive load due to the collision of shots is modeled as an equivalent load model. The equivalent load model is integrated with IEFEM considering the dynamic effect to calculate spatially and temporally random load in dynamic analyses. Using the proposed analysis system, the residual stress distribution modification by shot peening in a multi-pass welded pipe joint is predicted. The residual stress distributions obtained by the analysis are compared with those measured by X-ray diffraction (XRD), and the effect of the number of shot collisions on the change in residual stress distribution is discussed.
生島 一樹*; 木谷 悠二*; 柴原 正和*; 西川 聡*; 古川 敬*; 秋田 貢一; 鈴木 裕士; 諸岡 聡
溶接学会論文集(インターネット), 35(2), p.75s - 79s, 2017/06
In this research, to investigate the effect of shot peening on operation, an analysis method to predict the behavior of stress distribution on shot peening was proposed. In the proposed system, the load distribution on the collision of shots was modeled, and it was integrated with the dynamic analysis method based on the Idealized explicit FEM (IEFEM). The thermal elastic plastic analysis method using IEFEM was applied to the analysis of residual stress distribution of multi-pass welded pipe joint. The computed residual stress distribution was compared with the measured residual stress distribution using X-ray diffraction (XRD). As a result, it was shown that the both welding residual stress distribution agree well with each other. Considering the computed welding residual stress distribution, the modification of stress distribution due to shot peening was predicted by the proposed analysis system.
秋田 貢一; 柴原 正和*; 生島 一樹*; 西川 聡*; 古川 敬*; 鈴木 裕士; Harjo, S.; 川崎 卓郎; Vladimir, L.*
溶接学会論文集(インターネット), 35(2), p.112s - 116s, 2017/06
Residual stresses near the weld metal of the joints before and after a thermal cycle were measured using a reactor based neutron diffraction technique in room temperature. In-situ residual stress measurements were performed on the plate type sample using a pulsed neutron diffraction technique under thermal cycles. Residual stress behaviors of the samples were examined also by the idealized explicit FEM (IEFEM), which agreed well with the experimental results of the residual stress behaviors during thermal cycles. Thermal stresses were induced near the weld metal by the difference of the linear expansion coefficients of the dissimilar base metals. Since the thermal stress exceeded the yield stress of the material during the first heating process, the residual stresses near the weld metal were redistributed and a part of the residual stress was relaxed.
生島 一樹*; 柴原 正和*; 秋田 貢一; 鈴木 裕士; 諸岡 聡; 西川 聡*; 古川 敬*
Welding in the World, 61(3), p.517 - 527, 2017/05
本研究では、先ず、ショットピーニングプロセスにおける残留応力の挙動を予測するための解析手法を提案した。この手法ではショットの衝突時の荷重分布をモデル化し、さらに、理想化陽解法FEM解析手法(IEFEM)に基づく動的解析法と組み合わせた。提案した解析システムの解析精度は、ショット一発が衝突した際の応力分布をABAQUSによる解析結果と比較することで確認した。IEFEMを用いて熱弾塑性解析を実施し、配管のマルチパス溶接における溶接残留応力の解析を実施し、解析結果をX線回折による残留応力測定結果と比較し、両者がよく一致することを確認した。次いで、ショットピーニングによる溶接残留応力の変化を提案システムによって解析した。その結果、多量のショットを衝突した場合の残留応力は、解析と実験とでよく一致した。
鈴木 賢治*; 山岸 葵*; 西川 聡*; 菖蒲 敬久
保全学, 11(2), p.91 - 98, 2012/07
本研究では、オーステナイト系ステンレス鋼SUS316L及びニッケル基超合金NCF600を母材とした異種材平板の突合わせ溶接継手の残留応力について実材料表面残留応力分布計測及び熱弾塑性有限要素解析を行った。その結果、測定からは溶接部内部に弾塑性有限要素解析では見られない非対称な圧縮応力分布が発生していることを明らかにした。今後この差を解明するために結晶配向、弾塑性異方性なども含めたより詳細な研究が必須であり、それにより、より信頼性の高い弾塑性有限要素解析が可能になると期待できる。
秋田 貢一; 鈴木 裕士; 西川 聡*; 大北 茂*
日本材料学会第61期通常総会・学術講演会論文集(USB Flash Drive), 2 Pages, 2012/05
超音波ショットピーニングを施した異材溶接継手の熱負荷前後における表面及び内部の残留応力分布を、X線と中性子回折によって測定した。結果をもとに、熱負荷による残留応力緩和機構を検討した。
星屋 泰二; 島川 聡司; 市橋 芳徳; 西川 雅弘*
Journal of Nuclear Materials, 191-194, p.1070 - 1074, 1992/00
被引用回数：10 パーセンタイル：67.32(Materials Science, Multidisciplinary)TiNi形状記憶合金の形状記憶特性を利用した原子力関連機器分野への応用開発が進められているが、形状記憶合金に及ぼす中性子照射の影響については明らかではない。照射環境下におけるTiNi形状記憶合金の使用条件を見出すため、3種類のTiNi形状記憶合金を様々な中性子フルエンス条件下で照射し、照射後等温・等時焼鈍後の電気抵抗測定を実施して、変態特性を調べた。さらに照射後の変形挙動を明らかにするために低温引張試験を行った。照射温度が520Kの場合、損傷量にかかわらずM
温度の変化は小さく、未照射材のM温度に殆ど一致した。また323Kで照射すると、M温度は急激に低下したが照射後に523Kで焼鈍すると、照射前の変態温度に回復した。この回復温度は極めて低いHomologous温度(T/Tm;Tm融点)0.33に相当する。これら形状記憶合金特有の照射効果は照射下の規則-不規則変態に関する検討結果によって説明出来る。
星屋 泰二; 島川 聡司; 市橋 芳徳; 西川 雅弘*; 渡辺 健二*
Journal of Nuclear Materials, 179-181, p.1119 - 1122, 1991/00
被引用回数：18 パーセンタイル：84.90(Materials Science, Multidisciplinary)形状記憶合金は遠隔操作を用いた要素迅速交換技術に極めて有用であるが、実用上最も問題となる高速中性子照射挙動については明らかではない。高速中性子炉JMTR及び14MeV中性子源オクタビアンにおいてTiNi形状記憶合金の照射実験を実施した結果、中性子照射による特異な照射挙動、(1)電気抵抗の負の温度依存性(2)5%までの回復弾性歪(3)高破断応力及び(4)損傷回復挙動の存在が明らかになった。この損傷回復はT/T
=0.33(T:融点、T=523k)という極めて低い温度で生ずる。この現象を利用すれば、照射環境温度を制御することにより照射損傷の影響を最小限に抑制することが可能となる。規則構造を有するTiNi形状記憶合金は変位損傷、変位損傷率や照射温度など中性子照射環境因子に対して、速応答性であると同時に高感受性でもあるため、耐照射型機能材料となり得る可能性を有している。
山田 祐介*; 柴原 正和*; 生島 一樹*; 木谷 悠二*; 西川 聡*; 古川 敬*; 秋田 貢一; 鈴木 裕士; 諸岡 聡
no journal, ,
ショットピーニング時のショット粒の部材への衝突における荷重分布をモデル化した等価荷重モデルを作成し、理想化陽解法FEMに統合することで、ショットピーニングによる残留応力を予測できる解析システムを構築した。構築した解析システムを、ビードオンプレートを模擬したモデルのショットピーニングによる残留応力改善に適用し、ショット粒の衝突量と残留応力分布の変化について議論する。
西川 聡*; 古川 敬*; 秋田 貢一; 鈴木 裕士; 諸岡 聡; Harjo, S.; 柴原 正和*; 生島 一樹*; 木谷 悠二*; 山田 祐介*
no journal, ,
第1報で開発したFEM解析手法の妥当性を検証するため、円筒形状を有する実機部分模擬溶接試験体(同材、異材)を製作して、(溶接)
(SP施工)(熱緩和またはひずみ負荷)の各々のプロセスにおける表面と内部の残留応力を測定した。その結果、開発したFEM解析手法により、実用上十分な精度で残留応力が予測できることを示した。
木谷 悠二*; 柴原 正和*; 生島 一樹*; 山田 祐介*; 西川 聡*; 古川 敬*; 秋田 貢一; 鈴木 裕士; 諸岡 聡
no journal, ,
第2報で報告した実機模擬試験体に生じる残留応力のX線回折による計測結果と比較することで、開発した解析システムの妥当性を検証した。また、ショットピーニングによる圧縮残留応力の持続性について検討するために、解析システムにより得られたショットピーニング後の残留応力分布に対して運用時に想定される荷重状態を考慮し、残留応力分布の変化について議論した。本検討では、荷重として運用および点検、地震等により作用する軸力を想定し、これらがショットピーニングによる残留応力改質効果に及ぼす影響について3次元弾塑性FEM解析を用いて数値的に検討した。
木谷 悠二*; 柴原 正和*; 生島 一樹*; 山田 祐介*; 西川 聡*; 古川 敬*; 秋田 貢一; 鈴木 裕士; 諸岡 聡
no journal, ,
溶接時の残留応力を高精度かつ実用的な計算時間で予測することができる手法として、われわれは理想化陽解法FEMを提案している。同手法は動的陽解法FEMを基にした解析手法であり、静的平衡状態への収束を考慮することで、高速かつ高精度な解析を実現している。本研究ではショットピーニング時の応力変化の運用時における効果について検討するために、理想化陽解法を用いたショットピーニングによる残留応力分布の改質効果および長期間稼働後の圧縮残留応力の持続性を評価できる手法を構築し、検証実験によりその妥当性を確認した。
木谷 悠二*; 柴原 正和*; 生島 一樹*; 西川 聡*; 古川 敬*; 秋田 貢一; 鈴木 裕士; 諸岡 聡; 川崎 卓郎; 相澤 一也; et al.
no journal, ,
ショット粒衝突時の荷重分布をモデル化し、理想化陽解法FEMに対して導入することで、ショットピーニングによって発生する残留応力を予測可能な解析システムを構築した。次いで、ショットピーニングを施工した異材円筒多層溶接試験体に対して軸方向圧縮荷重を負荷し、荷重負荷状態および負荷後の弾性ひずみ分布を中性子回折により測定した。その結果、解析値と実測値の定性的傾向は互いに対応することが確認され、構築した解析システムの妥当性が示された。
安元 孝志*; 松浦 秀明*; 島川 聡司; 中尾 安幸*; 河内 昌平*; 中屋 裕行*; 後藤 実; 中川 繁昭; 西川 正史*
no journal, ,
初期のDT核融合炉では大量のトリチウムが必要である。本研究では、新たな初期装荷トリチウム燃料の生産法として、高温ガス炉内の熱中性子を利用した生産法を連続エネルギーモンテカルロ燃焼計算コードMVP-BURNを用いて計算し、高温ガス炉を用いたトリチウム生産法の有効性と実現可能性について検討した。
後藤 実; 中川 繁昭; 島川 聡司; 松浦 秀明*; 中尾 安幸*; 西川 正史*; 中屋 裕行*
no journal, ,
高温ガス炉は、その広い照射領域にトリチウム増殖材であるLi微小球を装荷することで、基本設計をほとんど変えることなく、大量のトリチウムを製造できる可能性があり、初期核融合炉用トリチウム燃料の供給源としての利用が提案されている。しかしながら、これまでに高温ガス炉を用いたトリチウム製造の実績はなく、システムの課題に関する検討もほとんど行われていない。そこで、想定した高温ガス炉を用いたトリチウム製造システムについて、工学的な観点から解決すべき課題を摘出するとともに、課題がある場合は解決できる見込みを示し、システムの実現性を検討した。高温工学試験研究炉(HTTR)の燃料製造技術や燃料取扱技術を用いること等により課題の解決が見込まれ、解決不可能な課題はないと考えられることから、工学的な観点からはシステムの実現性に問題はない。
中屋 裕行*; 松浦 秀明*; 中尾 安幸*; 西川 正史*; 後藤 実; 島川 聡司; 中川 繁昭
no journal, ,
高温ガス炉を用いたトリチウムの製造性能を、GTHTR300を10モジュール用いた場合について評価した。評価は、燃料交換期間及び1バッチあたりの運転期間をパラメータにして行った。トリチウムの製造量は、連続エネルギーモンテカルロコードMVP-BURNによるGTHTR300の炉心燃焼計算を行って算出した。その結果、燃料交換期間30日、1バッチあたりの運転期間240日の条件で、核融合炉1基に必要トリチウム燃料23kgを、1.7年で製造できる結果を得た。
秋田 貢一; 西川 聡*; 鈴木 裕士; 盛合 敦; Harjo, S.
no journal, ,
異材溶接継手の熱サイクル中の内部残留応力を、J-PARCの工学中性子回折装置TAKUMIを用いて測定した。異材溶接継手の素材はSUS316LおよびNCF600であり、また、溶接金属はAlloy82である。熱サイクル負荷前の室温においては、継手内部に引張残留応力が認められた。引張残留応力は、昇温にしたがって、NCF600とAlloy82では上昇し、一方、SUS316Lでは低下することを実験的に示した。この残留応力挙動は、各材料の線膨張係数によって説明できることを示した。
秋田 貢一; 盛合 敦; 鈴木 裕士; Harjo, S.; 西川 聡*; 柴原 正和*; 生島 一樹*
no journal, ,
熱サイクル中における異材溶接継手内部の残留応力挙動を、中性子回折を利用することでその場測定し、残留応力緩和過程を検討した。
柴原 正和*; 木谷 悠二*; 生島 一樹*; 西川 聡*; 古川 敬*; 秋田 貢一; 諸岡 聡; 鈴木 裕士
no journal, ,
本研究では、われわれが開発したショットピーニングによる残留応力予測システムを用いて、ショットピーニングによる残留応力低減効果の持続性について数値解析により検討した。その結果、今回対象とした同材円管多層溶接継手においては、1%圧縮ひずみサイクルを負荷した場合、ピーニングによる残留応力低減効果が消失する可能性があることを確認した。
山田 祐介*; 木谷 悠二*; 生島 一樹*; 柴原 正和*; 西川 聡*; 古川 敬*; 秋田 貢一; 鈴木 裕士; 諸岡 聡
no journal, ,
先行研究において開発した理想化陽解法FEMを用いたショットピーニング解析法をアルメンストリップ試験に対し適用することで、ショットピーニング解析法の有用性について検討した。その結果、本解析手法を用いることで、ショット量が増加するにつれ塑性ひずみ量が増加し、それに伴い面外変形量、すなわちアークハイト値が増加するという試験片の挙動を良好に再現できることを確認した。また、実験により得られたアークハイトと解析結果を比較した結果、両者の傾向は良好に一致することを確認した。
