形状記憶合金の機械的特性モデル化

和田 学*; 井出 雄介*; 溝手 信一朗*; 直井 久*; 月森 和之

JNC TY9400 2002-012, 101 Pages, 2002/08

JNC-TY9400-2002-012.pdf:5.83MB

核燃料サイクル開発機構では、高速炉炉心の安全性・経済性を追求する観点より、炉心の変形挙動を詳細に把握するための解析手法の開発を進めている。この開発プロセスにおいては、炉内実験では十分なデータが得られない為、炉外において集合体モデルを形状記憶合金で作成し、その形状回復機能を使って集合体湾曲挙動を表現することにより、炉心全体としての挙動を模索する方法を考案した。本研究では、この試験方法を実現するために必要な形状記憶合金の熱的・機械的挙動の把握、およびこれに基づく数学的モデル化について検討を行った。本研究の供試材には最近開発された28%Mn-6%Si-55Cr-Feの鉄系形状記憶合金を用い、鉄系形状記憶合金の変形特性に及ぼす熱的・機械的孵化加工ひずみや応力の影響などを材料試験により把握し、数値解析に展開するために有効なモデル式の構築とその妥当性の検証を行った。この結果、今回の研究でモデル化した鉄系形状記憶合金の機械的特性を用いて、縮尺された簡単な燃料集合体模擬試験体の3点曲げ変形挙動を推定できる可能性を得た。