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Xiong, Z.*; 直江 崇; 二川 正敏
Metals, 9(4), p.412_1 - 412_11, 2019/04
被引用回数：8 パーセンタイル：42.13(Materials Science, Multidisciplinary)本研究では、316L容体化処理材(SA)及び冷間圧延材(CW)の超高サイクル疲労挙動に及ぼす表面欠陥の影響について調査することを目的として、ビッカース圧子を用いたインデンテーションにより人工欠陥を付加した試料に対して超音波法による疲労試験を実施した。その結果、SA材では本研究で実施した応力範囲では疲労強度に影響する欠陥深さの下限値は40
mであり、経験式で評価した結果と一致した。一方、20%CW材では、圧痕深さ80m以下で欠陥の影響が見られず、経験式で評価した値を上回った。これは、圧痕付加による圧痕周囲のマルテンサイト変態や残留応力に起因すると考えられる。
山口 義仁; 長谷川 邦夫; Li, Y.
Proceedings of 2018 ASME Pressure Vessels and Piping Conference (PVP 2018), 6 Pages, 2018/07
疲労亀裂進展中における亀裂の開閉口は、亀裂進展速度の評価において重要な現象である。ASME Code Section XIのAppendix A-4300は、負の応力比におけるフェライト鋼の疲労亀裂進展速度を算出する式について、負荷の大きさに応じて二つ提示している。一つは、負荷が小さい場合に、亀裂の閉口を考慮する式である。もう一つは、負荷が大きい場合に、亀裂の閉口を考慮しない式である。本研究では、フェライト鋼に対して、負荷の大きさを徐々に変えながら疲労亀裂進展試験を実施し、負荷の大きさが亀裂閉口に及ぼす影響を調査した。その結果、Appendix A-4300における疲労亀裂進展速度算出式を切り替える負荷の大きさと比較して、より小さい負荷で亀裂が閉口することを明らかにした。
山口 義仁; 勝山 仁哉; Li, Y.
溶接構造シンポジウム2017講演論文集, p.21 - 27, 2017/12
設計上の想定を超える地震動による応答荷重における亀裂進展を評価するためには、荷重条件が小規模降伏条件を超える可能性や、荷重振幅の大きさが不規則に変化することを考慮する必要がある。特に、大きな卓越荷重を受けた後の亀裂進展では、負荷履歴による亀裂前縁応力分布の変化や亀裂鈍化の影響を考慮することが重要である。本研究では、地震動による応答荷重を単純化した卓越荷重を含む繰返し荷重による亀裂進展試験や試験を模擬した有限要素解析を実施し、亀裂進展に及ぼすこれらの影響を評価した。また、これらの評価を踏まえ、亀裂前縁応力分布の変化や亀裂鈍化の影響を考慮した地震時亀裂進展評価手法を提案した。さらに、模擬地震応答荷重負荷による亀裂進展試験を実施し、測定した亀裂進展量と提案した手法によるその予測値を比較することで、提案した手法の妥当性を確認した。
西 宏; 衛藤 基邦; 橘 勝美; 小泉 興一; 中平 昌隆; 高橋 弘行*
Fusion Engineering and Design, 58-59, p.869 - 873, 2001/11
被引用回数：2 パーセンタイル：19.6(Nuclear Science & Technology)ITERの真空容器は2重壁構造を採用して2重壁内側からの溶接ができないため、不溶着部を有する構造となる。本研究では、ITERに採用予定の部分溶込み溶接継手について、継手や溶接金属の疲労試験より疲労特性を明らかにするとともに、有限要素法による継手部の弾塑性応力解析を行い、破壊力学的手法を用いた疲労寿命の予測を行った。得られた結論は以下の通りである。(1)不溶着部はき裂と同様な挙動を示し、溶接継手の疲労寿命の大部分はき裂伝播寿命であった。(2)継手の疲労き裂伝播速度はき裂発生時に加速する。これは不溶着部を切欠きと考えたときの切欠き効果と考えられる。(3)溶金のき裂伝播速度から破壊力学的手法を用いて継手の疲労寿命を予測できる。(4)不溶着部の長さが短くても不溶着部は継手の疲労強度を大きく低下させる。
西 宏; 衛藤 基邦; 橘 勝美; 中平 昌隆
Transactions of 16th International Conference on Structural Mechanics in Reactor Technology (SMiRT-16) (CD-ROM), 8 Pages, 2001/08
ITERの真空容器は2重壁構造を採用し、不溶着部を有する構造となる。本研究では、ITERに採用予定の部分溶込みを有するT継手(外壁とリブ)と突き合わせ継手(外壁と外壁)について、継手や溶着金属の疲労試験を行い、疲労寿命や疲労き裂伝播速度を明らかにした。また有限要素解析を用いて両継手不溶着部の応力拡大係数範囲を計算し、継手と溶着金属の疲労き裂伝播速度を比較した。さらに破壊力学的手法を用いて継手の疲労寿命を計算し、不溶着部の長さが変化したときの疲労強度を予測した。その結果、以下のことがわかった。いずれの継手の不溶着部も先端が鋭くき裂と同様に挙動し、溶着金属部へ伝播する。したがって継手の疲労強度は不溶着部を持たない母材に比べ非常に低下する。また、継手と溶着金属の疲労き裂伝播速度は応力拡大係数範囲で整理でき両者は良く一致し、破壊力学的手法に基づい手計算した継手の疲労寿命は実験より得られた疲労寿命と良く一致する。さらに継手の不溶着部の長さが短く(1mm)なっても疲労強度は母材に比べ大きく低下する。
本岡 隆文; 木内 清
JAERI-Research 99-039, 14 Pages, 1999/05
JAERI-Research-99-039.pdf:2.03MB
再処理施設仕様のTi-5Ta合金の沸騰硝酸溶液中における疲労き裂進展挙動を調べた。疲労き裂成長速度の応力拡大係数範囲依存性を、沸騰硝酸溶液中と室温大気中で比較した。疲労試験後の破面について、X線回折による結晶配向性の評価及び走査型電子顕微鏡による形態観察を行い、き裂進展機構を調べた。Ti-5Ta合金の疲労き裂成長速度は、室温大気、沸騰硝酸溶液中ともほぼ同じ傾向を示した。破面解析及びX線回折の測定結果から、結晶配向性は、硝酸溶液中での疲労特性に与える影響が小さいことが明らかとなった。
後藤 正宏*; 宇野 三佐子*; 斉藤 正克*; 秦野 歳久
Fusion Technology 1998, 1, p.177 - 180, 1998/00
ブランケット設計において第一壁と遮蔽体はHIP(熱間静水圧)法を用いて接合されることになっている。本研究では、その結合部の破壊挙動評価を目的として弾塑性破壊靱性試験と疲労き裂伝播試験を行い、その結果を報告する。弾塑性破壊靱性試験で、HIP温度の違う3種類の接合材を用いて試験した。試験結果からHIP温度1050
Cが最も高い靱性値を示した。これは日本が提案しているブランケットモジュール製作時のHIP温度の妥当性を示した。そのHIP接合材を用いて各種のき裂伝播試験を行い、設計に寄与するデータが得られた。
横山 憲夫
RIST News, 00(22), p.3 - 49, 1996/00
急速に普及しつつあるインターネットの概要、特にWorld Wide Webの情報検索の仕組み、機能および活用の仕方について述べた。また、従来から整備を行っている原子力施設に用いられる材料についての材料特性(疲労き裂成長、引張、クリープ等)のデータを格納した原子力材料総合データベースをインターネット上で利用できるように整備した。データベースのデータを容易に検索できるように、各データ毎に特有の検索パターンを提供し、これを実行すれば、その検索条件に該当する検索結果が表示されるとともに図形出力ができることを紹介した。
辻 宏和; 横山 憲夫*; 塚田 隆; 中島 甫
Journal of Nuclear Science and Technology, 30(12), p.1234 - 1242, 1993/12
被引用回数：3 パーセンタイル：38.1(Nuclear Science & Technology)原研で、原子力施設用材料の特性データ効率的に利用することを目的として開発・整備を進めてきた原子力材料総合データベース(JMPD)の概要及びその利用例を紹介する。JMPDは、大型計算機のリレーショナルデータベースであるPLANNERを用いて、データの入力と管理を行い、これを中核として、検索支援システムの充実が図られている。必要なデータを容易に検索できるようにするために、利用者がデータ構造やデータ内容に精通していなくても、メニュー選択方式で目的とする検索が可能なシステムを新たに作成した。JMPDの利用例に関しては、以下の2種類のデータ解析について述べる。(1)試験研究炉用アルミニウム合金の設計降伏点(Sy)及び設計引張強さ(Su)の検討、(2)原子炉圧力容器鋼の疲労き裂成長速度のばらつき/再現性と
K増加型あるいはK一定型といった試験モードの差との関係に関する統計解析。
辻 宏和; 横山 憲夫*; 塚田 隆; 中島 甫
JAERI-M 93-204, 24 Pages, 1993/10
原子力施設用材料の特性データを効率的に利用することを目的として開発・整備を進めてきた原子力材料総合データベース(JMPD)の概要及びその利用例を紹介する。JMPDは、大型計算機のリレーショナルデータベースであるPLANNERを用いて、データの入力と管理を行い、これを中核として、検索支援システムの充実が図られている。必要なデータを容易に検索できるように、利用者がデータ構造やデータ内容に精通していなくても、メニュー選択方式で目的とする検索が可能なシステムを新たに作成した。JMPDの利用例に関しては、以下の3種類について述べる。(1)試験研究炉用Al合金の設計降伏点及び設計引張強さの検討,(2)原子炉圧力容器鋼の疲労き裂成長速度のばらつきとK制御モードの差との関係に関する統計解析,(3)クリープ曲線データから最小クリープ速度及び3次クリープ開始点を客観的に決める方法の提案。
辻 宏和; 横山 憲夫*; 塚田 隆; 中島 甫
Proc. of the 4th Int. Symp. on Advanced Nuclear Energy Research (JAERI-CONF 1/JAERI-M 92-207), p.426 - 433, 1992/12
原研で整備を進めてきたJAERI Material Performance Database(JMPD)の現状及びJMPDを用いて原子炉構造材料の信頼性評価した例題を紹介する。JMPDは1986年以来、大型計算機を用いて材料データベースを構築しており、とくに日頃計算機を使用していない研究者でも容易にシステムを使いこなせるように配慮してある点に工夫をこらしている。JMPDに格納してあるデータを利用した原子炉構造材料の信頼性評価においては、(a)試験研究炉用アルミニウム合金の設計降伏点(Sy)及び設計引張強さ(Su)の検討結果、(b)軽水炉圧力容器鋼の疲労き裂成長速度データのばらつきと試験方法及び試験雰囲気の影響についての報告を行う。
K control modes on variability/reproducibility of fatigue crack growth rate data辻 宏和; 中島 甫; 近藤 達男
Journal of Nuclear Materials, 189, p.65 - 71, 1992/00
被引用回数：4 パーセンタイル：41.92(Materials Science, Multidisciplinary)原子炉圧力容器用鋼材SA533B-1を供試材料として、コンパクト・テンション型試験片を用いたK(応力拡大係数範囲)増加型及びカンチレバー・ビーム型試験片を用いたK一定型の疲労き裂成長試験を室温大気中で行い、両者のデータのばらつきの程度を統計的に評価するとともに、ばらつきの要因について考察した。その結果、標準化されたコンパクト・テンション型試験片を用いたK増加型の疲労き裂成長試験は簡便に行えるが、K一定型の試験に比べて本質的に測定値のばらつきが大きく、データのばらつき/再現性といった観点からは、K一定型の試験法が好ましいという結論を得た。
横山 憲夫*; 塚田 隆; 中島 甫
JAERI-M 90-237, 103 Pages, 1991/01
原子力材料について、その特性データを収集し効率的に利用することを目的として、原子力材料総合データベース(JMPD)の整備を行っている。大型計算機のリレーショナルデータベース上に、原研が実施した原子炉圧力容器鋼の疲労き裂成長に関する国内共通材料試験及び米国電力研究所等で整備している軽水炉構造材料の腐食割れに関するデータベース(EDEAC)等からデータを収集し、疲労き裂成長試験、クリープ試験、応力腐食割れ試験及びSSRT試験のデータを投入した。検索コマンドによる検索のほか、メニュー選択で目的とする検索が可能なシステムを作成し、ユーザフレンドリネスを高めた。また、検索した後に容易に図形処理、解析処理が出来るシステムを検索システムに組み込んだ。
石山 新太郎; 奥 達雄
日本原子力学会誌, 30(2), p.181 - 192, 1988/02
被引用回数：2 パーセンタイル：31.31(Nuclear Science & Technology)微粒等方性黒鉛IG-11の低サイクル疲労試験を応力比R(=最小付加応力/最大付加応力)=0.5,0.0、-1.0、-3.5、+
、1/0.3、1/0.7の付加応力モードで行い(1)各種統計解析法による最適S-N曲線の比較(2)疲労強度の及ぼす応力比効果(3)体積効果に関して検討を行った。その結果、次の結論を得た。1.Price法は比較的適合性の良い最適S-N曲線が得られる。2.応力比が低下するに従って疲労強度の低下が見られた。また、R=-3.5では急激な疲労強度の低下が見られた。3.応力比=+では試験片体積依存性が見られた。4.黒鉛の疲労破壊は疲労き裂の進展によるき裂先端の応力または応力拡大係数が破壊応力又は破壊靱性値に達したときに生じるものと解釈できる。
柴田 勝之
JAERI-M 84-122, 124 Pages, 1984/07
破壊力学が近年急速に進歩し、その応用のひとつとして、疲労き裂伝播基準に基づいた疲労寿命評価法が、合理的で信頼性の高い評価法として大型構造機器の寿命評価基準に採用されつつある。この方法は、欠陥からの疲労き裂伝播評価を基にして寿命評価を行うものであるが、残留応力の影響および過大荷重の影響の評価や、表面き裂の伝播評価等において未だ問題点も多く指摘されている。本論文では、これらの問題について、試験研究データを基にして、き裂伝播簡易評価法を提案するとともに実験データ戸の比較も行った。また、配管試験体を用いた構造モデル試験を実施し、配管の疲労寿命評価への適用性を検討した。
中島 伸也; 菊池 正明*; 嶋 誠之*
JAERI-M 82-149, 30 Pages, 1982/10
高温高圧純水中における配管材料のき裂伝播を測定する方法として電位差法に着目し、試験片形状、サイドグーブの有無、通電方法、電位差計測に及ぼす負荷レベルの影響等の検討を行った。この大気中での予備的試験の結果、直流電源を用い、一定時間間隔でそれの極性を交番して試験片に通電する方法を用いれば、CT試験への通電時間を短縮でき、長時間安定した計測を行なえることが明らかとなった。また、電位差計測において、負荷に伴うき裂先端の変形の影響がほとんど無視できること、疲労または静荷重によるき裂伝播においてき裂長さの比(a/w)と電位差の比(Va/Vo)により対応が見い出され、高湿高圧下での計測に可能性を見い出した。
柴田 勝之; 川村 隆一
JAERI-M 82-049, 27 Pages, 1982/05
構造物の溶接部では、しばしば高い残留応力が発生し、これに基因したき裂の発生および伝播による破損が多く起っている。溶接残留応力がき裂発生が伝播に多くの影響を持つことは従来から指摘されているが、残留応力を定量的に把握することやき裂伝播との相互作用の解析が困難であることから、き裂伝播におよぼす残留応力の影響に関してはあまり明らかにされていない。残留応力中を疲労き裂が伝播するとき、き裂伝播にともなって残留応力の解放・再分配が起こる。また、残留応力と疲労荷重の重畳効果も発生する。本報では以上のようなッ残留応力中のき裂伝播挙動予測に関して簡易解析法を提案するとともに、予測結果と実験結果の比較を行った。
中島 甫; 菊池 正明*; 荘子 哲雄*; 新妻 弘明*; 新藤 雅美
ASTM Special Technical Publication 738, p.139 - 160, 1981/00
汎用原子炉圧力容器の一つであるSA533gradB鋼を用い、BWR一次冷却水を近似した高温水中での腐食疲労によるき裂伝播に対応して発生するAE波を検出する試みについて述べたものである。試験片とチャック用ピンの間のことき接触面の摩擦により、高温水中でのみ特有に発生するAEノイズを除去することならびにAE波の周波数を解析する方法を組み合わせることにより、高温水中での疲労き裂伝播に対応するAE波を検出できることを示した。さらにき裂伝播速度とAE波のエネルギーの間に成立する経験則から、この種の技術が稼動中の原子炉プラントのモニタリングに応用できる可能性を有していることを指摘した。
柴田 勝之; 川村 隆一; 神野藤 保夫*
JAERI-M 8900, 75 Pages, 1980/06
構造物に生ずる破損例のうち溶接部に関係した破損の割合が非常に高く、その原因は溶接部の材質劣化、溶接残留応力、溶接欠陥等であることが知られている。このうち溶接残留応力の問題については残留応力の量的把握が困難なことからあまり明らかにされていない。本研究では疲労き裂伝播におよぼす溶接残留応力の影響を明らかにするため、溶接部周辺に引張残留応力が生ずるように製作した試験片を用い、いくつかの亀裂伝播実験を実施した。その結果溶接部周辺での疲労き裂伝播に関し、いくつかのことが明らかになった。
羽賀 勝洋; 粉川 広行; 涌井 隆; 直江 崇; 若井 栄一; 高田 弘
no journal, ,
J-PARCの核破砕中性子源(JSNS)の水銀標的では、2015年の500kW運転中に熱応力に起因して保護容器の不具合が二度生じた。SUS316L製の標的容器は、水銀容器及び内側と外側の保護容器の三重壁構造で構成され、水銀容器と内側保護容器の間はヘリウムで満たされている。最初の不具合は、外側保護容器の欠陥であり、その場所はボルト結合部周囲の溶接箇所であった。次の不具合は、保護容器の内側のヘリウム層で検出された。FEM解析により、欠陥は陽子ビームのトリップに起因する熱サイクルに伴う疲労き裂が進展して生じたことが示唆された。何れの不具合も未溶接部を残す標的容器の複雑な設計が原因であったと考えられたため、次に製作する標的容器の設計では、溶接線を約30%低減し、ボルト結合を可能な限り減らすよう改良を施した。
