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三輪 幸夫; 加治 芳行; 大久保 成彰; 近藤 啓悦; 塚田 隆
日本機械学会M&M2007材料力学カンファレンス講演論文集(CD-ROM), p.236 - 237, 2009/07
次世代炉の炉内構造材は軽水炉より高温で高照射量まで使用されるため、設計段階で材料の劣化挙動を高精度に予測する必要がある。従来の設計では照射脆化等の劣化要因を個別に検討し構造物の寿命を決めてきた。しかし、照射誘起応力腐食割れ(IASCC)等は複数の劣化要因が複合的に作用し発生する。照射硬化,照射誘起応力緩和等の事象は、異なる照射量依存性を有すため、IASCC等の挙動予測には、照射による材料劣化事象の複合作用を考慮できる損傷評価法が必要である。本論文では、新しい材料損傷評価法の概念を紹介し、イオン照射試験により得られた材料劣化挙動に及ぼす残留応力の影響を評価し、照射温度,照射量及び残留応力依存性の影響をモデル化し、これらモデルの統合によりIASCCの発生挙動を予測するモデルの検討結果を述べる。さらに、そのモデルの統合により炉内構造物のIASCCき裂発生シミュレーションを行うためのプログラミングコードの計算結果の例を紹介する。
岡島 智史*; 本田 圭*; 酒井 信介*; 泉 聡志*; 大石 邦央*; 笠原 直人
日本機械学会M&M2007材料力学カンファレンス講演論文集(CD-ROM), p.262 - 263, 2007/10
温度の異なる流体が合流する配管部位において、不規則流体温度ゆらぎによる高サイクル熱疲労損傷の発生が知られており、設計段階での対策が要求される。笠原らは本現象に対して、パワースペクトル密度(PSD)に基づく損傷評価手法を提案している。しかし本手法は、熱応力PSDより疲労損傷量評価を行う段階において、応力時刻暦のシミュレーション等の複雑な手順を含むため、設計現場での実用には困難を伴う。本研究では、熱応力PSDからの疲労損傷評価手順を簡略化した、現場で実用可能な熱疲労損傷簡易評価指針の提案を行う。
笠原 直人; 高正 英樹*
日本機械学会M&M2007材料力学カンファレンス講演論文集(CD-ROM), p.421 - 422, 2007/10
熱交換器に使用される多数の伝熱管を集合させる正三角配列多孔板は形状が複雑であることから、マクロな等方性に着目して等価な中実板に置き換えた解析が行われている。等価中実板から求まる平均的な応力とひずみに設計係数を乗じることにより簡易にリガメント部の挙動を評価する。著者らは、多孔板の弾塑性クリープ挙動を分析する中で、母材の材料特性と多孔板の平均挙動の間には、構成式によらず形状のみで記述される関係があることを発見した。この関係は、多孔板の平均応力とリガメント部の有効応力との比を意味していると考察される。
鬼沢 邦雄
日本機械学会M&M2007材料力学カンファレンス講演論文集(CD-ROM), p.234 - 235, 2007/10
加圧熱衝撃等の過渡事象時における原子炉容器の破損確率に関して、先行している米国における解析事例をもとに、原子力機構で開発した確率論的破壊力学(PFM)解析コードPASCAL2を用いて、破壊靱性評価式及び過渡事象の影響を調べた。米国原子力規制委員会のPFM解析コードFAVORに導入されている最新の破壊靱性(KIc)評価式は、従来のORNL提案によるワイブル分布型のKIc評価式と比較して、平均値を大きく評価するとともに、条件付き裂進展確率は低い値を示すことが示された。また、米国の代表的プラントの主要な過渡事象を用いてPASCAL2により実施した国内プラント相当の破損頻度に関する試計算では、き裂進展頻度に対してLOCAの影響が最も大きいことを示した。
Bubphachot, B.*; 渡部 修*; 川崎 信史; 笠原 直人
日本機械学会M&M2007材料力学カンファレンス講演論文集(CD-ROM), p.346 - 347, 2007/10
有孔平板の高温疲労におけるき裂の発生と進展がCCDカメラにより観察された。試験片はSUS304製であり、55
Cの疲労試験を実施した。なお、有孔平板は孔径をパラメータとして製作している。き裂に発生を観察するため、各サイクルの画像データが取得された。試験結果は、応力再配分軌跡法(SRL法)とノイバー則によって比較検討された。
鈴木 一彦; 實川 資朗
no journal, ,
延性が低下する材料を用いた機器の構造健全性確保のための新しい、体系的な概念を提案する。中性子高照射などにより材料特性が変化し、延性や靭性が著しく低下する場合がある。しかし、既存の構造規格では高延性で、かつ、材料特性は大きくは変化しないとしている。このため、構造健全性確保の概念として延性低下まで含めて適用できる新たな体系的な考え方が必要である。そこで、想定すべき破損モードを検討し、各モードについて負荷をコントロールできる範囲で最大強度を限界強さとする破損防止の概念を検討し、提案する。延性破壊防止に関し、限界強さは、引張荷重に対しては塑性不安定開始荷重、すなわち、引張強さであるが、曲げモーメントに対しては、塑性不安定によるネッキングを生じないことから破壊強さとすることができる。このように荷重タイプによって限界強さを変えた新しい体系的な破壊防止制限式を提案する。
鈴木 一彦; 大久保 成彰; 實川 資朗
no journal, ,
中性子照射などにより延性が著しく低下する場合の構造健全性確保を考えるうえで、延性破壊条件の解明は極めて重要である。延性破壊のメカニズムは複雑であるが、その直前に現れる局部くびれ開始条件と相関づけることを検討している。まず、破壊に至る塑性変形挙動を検討し、照射等による硬化を予ひずみと力学的に等価と考えることができ、スウィフト(Swift)式により体系的に予測できることを明らかにする。そして、冷間加工による硬化と中性子照射硬化の場合について、延性破壊条件は局部くびれ開始条件d
/d
=1/2(ここでは真応力,は真ひずみを表す)により合理的に近似できることを示す。
多田 竜也; 柴田 大受; 角田 淳弥; 沢 和弘
no journal, ,
高温ガス炉(HTGR)黒鉛構造物の劣化状態の評価手法開発を目的として、超音波伝播特性測定法及び微小圧子押込み特性測定法の黒鉛酸化状態評価への適用の可能性を検討した。その結果、酸化度と黒鉛中の音速の関係は経験式に基づいて表すことが可能であり、黒鉛の均一酸化モデルを用いた音速評価では、低い酸化状態においては試験結果よりも音速を過大評価することが明らかとなった。また、黒鉛の酸化による強度劣化が微小圧子押込み特性測定法により確認できる可能性があることが示唆された。