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勝山 仁哉; 山口 義仁; Li, Y.*; 鬼沢 邦雄
no journal, ,
原子炉配管溶接部に生じる溶接残留応力は、応力腐食割れ進展において最も重要な因子の一つである。新潟県中越沖地震や東日本大震災の発生に伴い、設計基準を超える地震動が配管溶接部の健全性に及ぼす影響の評価は重要な課題である。そこで配管溶接部の残留応力について、地震のような繰り返し荷重が負荷された際の残留応力の変化を解析的に評価した。有限要素法に基づく溶接シミュレーションにより残留応力を算出した後、き裂の有無・大きさ、繰り返し荷重のパターンや荷重の大きさをパラメータとして、残留応力分布の変化の比較を行った。繰り返し荷重が大きいほど、溶接残留応力の緩和が大きくなることが明らかとなった。
山口 義仁; Li, Y.*; 勝山 仁哉; 鬼沢 邦雄
no journal, ,
新潟県中越沖地震や東日本大震災では、原子力発電所の耐震設計時に想定した値を超える地震動が観測され、原子炉機器の耐震安全性に関して、塑性変形を伴うような過大な繰返し荷重に対するき裂進展評価法の確立が重要な課題である。このような過大な地震荷重を受ける際のき裂進展挙動について、弾塑性破壊力学パラメータJ積分を用いた評価法を実験的に検討した。この結果、過大な繰返し荷重によるき裂進展時には疲労き裂進展と延性き裂進展が重畳すること、及び過大引張荷重負荷後にき裂進展が遅延することが示された。J積分に基づいてこれらの挙動を考慮したき裂進展評価法を提案した。また、本評価法を確率論的破壊力学解析コードPASCAL-SPに導入し、地震による配管の破損確率に及ぼす延性き裂進展及び遅延効果の影響を評価した。
山下 晋; 山田 知典; 功刀 資彰*; 村松 壽晴
no journal, ,
In a residual stress simulation for a welded portion, it has been often carried out thermo-elastic-plastic analysis based on an FEM approach. In the analysis, thermal stress which mainly affects a residual stress is obtained using only a thermal history derived by heat conduction analysis without the thermohydraulics in the molten pool. However, a thermal history might be greatly affected by the convection in a molten pool. Therefore, in order to precisely predict and control a residual stress, the investigation of the thermohydraulic phenomena in the molten pool is quite important. Thus, we used a multi-purpose multi-dimensional code named SPLICE including FSI model as a solid-fluid interaction based on the one-fluid model which is often used in numerical simulation for multiphase flows and is based on a finite difference method, for molten pool analyses. As a result, the temperature distribution which influences residual stresses in the welded portion is greatly affected by characteristics of the convection in the molten pool. Therefore, it is concluded that the thermohydraulic phenomena in the molten pool, it has been not taken into account in conventional residual stress simulations, will be not negligible and important factor in a laser welding process.
山田 知典; 菖蒲 敬久; 山下 晋; 西村 昭彦; 村松 壽晴
no journal, ,
溶接時の溶接欠陥防止や残留応力低減には、溶接中の現象把握が大変重要である。本研究では、特にレーザー溶接中の溶融池内の現象把握のために、大型放射光施設(SPring-8)からの高強度X線を利用してリアルタイム観察を行った。CW-Ybファイバーレーザーをアルミニウム合金及びステンレス鋼に照射し、トレーサーとして用いたタングステン粒子の挙動を吸収コントラスト法で観察した。その結果、液相と固相のコントラスト差から固液界面を確認することができ、さらに溶融池内対流との同時観察を行うことができた。レーザー溶接中の溶融池内の現象の調査により、高強度X線の利用が溶融池の観察に有効であることを示した。
関東 康祐*; 鬼沢 邦雄; 吉村 忍*
no journal, ,
本報告では、国内においてこれまで進められてきた原子炉機器の確率論的破壊力学解析手法に関する活動状況の概要を紹介する。旧日本原子力研究所から日本溶接協会への委託事業等を通して、国内では日本溶接協会のPFM小委員会が主導的に研究を進めてきている。原子炉圧力容器の加圧熱衝撃時の健全性や配管の応力腐食割れ評価等、設備の維持に関する検討、解析精度の評価や解析技術の高度化のためのさまざまな取り組みが行われてきた。また、アジア諸国(韓国,台湾及び中国)の研究機関との国際ラウンドロビンが実施された。本報告では、これらの活動状況と今後の取り組みを紹介する。
菖蒲 敬久; 矢田 浩基; 村松 壽晴; 高瀬 和之
no journal, ,
Sodium-cooled fast breeder reactors have reached the commercial use stage. It is anticipated that their maintenance and repair methods will be superior to those currently used for water-cooled reactors. In the present study, the strain distributions in specimens composed of ferrite materials, which are fabricated through a combination of a fiber laser and the cold spray method, are evaluated using high-energy synchrotron radiation X-rays. The distribution of the internal residual strain in the normal direction exhibits a slight compression strain near the surface, and the cold spray method does not significantly influence the residual strain. On the other hand, the combination of a fiber laser and the cold spray method yields a compression strain from the surface to the depth of 0.2 mm.