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Li, Y.*; 加藤 大輔*; 柴田 勝之; 鬼沢 邦雄
日本機械学会論文集,A, 69(678), p.239 - 245, 2003/02
確率論的破壊力学(PFM)コードPASCALでは、破損確率の精度及び信頼性向上を図るため、延性き裂進展による破壊抵抗の増大を考慮できる機能を導入している。すなわち、従来この種のコードで使用される線形破壊力学基準に加え、R6法カテゴリ1基準及び延性き裂進展を考慮するためR6法カテゴリ3基準を導入した。さらに、照射材の標準的な材料抵抗曲線も導入している。本論文では、R6法及び材料抵抗曲線の導入方法を述べるとともに延性き裂解析機能を用いた種々の解析により、圧力容器の破損確率に及ぼす材料の破壊抵抗曲線の影響,半楕円初期き裂の影響,入射時間刻みの影響などを検討した。例題解析の結果、延性き裂の進展を考慮した場合、圧力容器破損確率は大幅に低下し、破損確率の精度及び信頼性向上を図るためには、延性き裂の進展を考慮することが極めて重要であることがわかった。
柴田 勝之; 加藤 大輔*; Li, Y.*
日本原子力学会誌, 43(4), p.387 - 396, 2001/04
被引用回数：2 パーセンタイル：19.66(Nuclear Science & Technology)確率論的破壊力学は、負荷、材料強度、欠陥分布、欠陥検査性能等の不確かさを確率変数として取り扱うことにより、構造機器の健全性・信頼性を合理的に評価できる手法として注目されている。欧米では、構造健全性評価にかかわる規制に取り込まれる動向にあり、評価法の確立、高度化をめざした国際ベンチマーク解析も実施されている。この背景から、変動荷重を受ける原子炉圧力容器等の信頼性評価を行うため、解析精度及び機能の向上を念頭において新規コードPASCAL (PFM Analysis of Structural Components in Aging LWR)の開発を進めている。すでに、コード主要部分の整備を完了し、検証解析及び例題解析に基づき、開発コード機能・性能評価及び種々の因子に関する破損確率への影響について評価している。本論文では、開発コードの機能・概要及び解析結果例を述べる。
柴田 勝之; 鬼沢 邦雄; 加藤 大輔*; Li, Y.*
日本機械学会2001年度年次大会講演論文集, p.389 - 390, 2001/00
確率論的破壊力学(PFM)コードPASCALは、破損確率の精度及び信頼性向上を図るため、延性き裂進展による破壊抵抗の増大を考慮できる機能を導入している。すなわち、従来この種のコードで使用される破壊基準として、線形破壊力学基準に加え、R6法カテゴリ1基準及び延性き裂進展を考慮するためR6法カテゴリ3基準を導入した。さらに、照射材の標準的な材料抵抗曲線も導入している。本報告では、R6法及び材料抵抗曲線の導入方法を述べるとともに例題解析の結果を示す。例題解析の結果、延性き裂の進展を考慮した場合圧力容器破損確率は大幅に低下することがわかった。
加藤 大輔*; Li, Y.*; 柴田 勝之; 鬼沢 邦雄
日本機械学会2001年度年次大会講演論文集, p.391 - 392, 2001/00
確率論的破壊力学(PFM)コードPASCALでは、破損確率の精度及び信頼性向上を図るため、R6法カテゴリ3解析法に基づく延性き裂進展による破壊抵抗の増大を考慮できる機能を導入している。本報では、この延性き裂解析機能を用いた種々の解析により、圧力容器の破損確率に及ぼす材料の破壊抵抗曲線の影響,半楕円初期き裂の影響,入力時間刻みの影響などを検討した。延性き裂の進展を考慮した場合圧力容器破損確率は大幅に低下し、正確な破壊確率を求めるには延性き裂の進展を考慮することが必須であるとの結果を得た。
荒井 長利
日本原子力学会誌, 39(5), p.10 - 13, 1997/00
原子力用計算科学クロスオーバー研究として、「原子力用構造物の巨視的/微視的損傷の計算力学的解析法の開発とその応用」をテーマとする研究を動燃、金材研、理研と共同して平成6年度より実施している。本発表では原研が担当する標記サブテーマについての研究基本計画とこれまでの進捗結果の概要を紹介する。本研究では、多結晶実用材料の損傷プロセスを微細組織(結晶粒子と細孔の集合組織)の変化(微視き裂の成長)として考慮する数理記述モデルに立脚する。そこで、微視的破壊力学モデルを開発し、更に、それらを実構造物の破損現象の連続体力学解析に融合させるオブジェクト指向ネットワーク計算システムとして編成することを狙っている。具体的には、実構造物の微視的/巨視的損傷評価計算スキーム、実用黒鉛や炭化ケイ素の微細組織画像解析、微視破壊力学モデルによる多結晶黒鉛の構成関係式と破壊強度統計予測について記した。
荒井 長利
原子力工業, 42(6), p.24 - 27, 1996/00
原子力用計算科学における基盤技術総合研究(クロスオーバー研究)として、「原子力用構造物の巨視的/微視的損傷の計算力学的解析法の開発とその応用」をテーマとする研究を動燃、金材研、理研と共同して平成6年度より開始した。本発表では原研が担当する標記サブテーマについての研究基本計画とこれまでの進捗結果の概要を紹介する。本研究は、多孔質多結晶材料の損傷メカニズムが微細組織(結晶粒子と細孔の複合体)の変化(微視き裂の成長)として理解することを基本として、その物理的モデルを開発し、さらに、それらを実構造物の破損現象の解析評価に融合させるオブジェクト指向ネットワーク計算システムとして組上げることを狙っている。内容的には、実構造物の微視的/巨視的損傷評価計算スキームと破壊プロセスの微視破壊力学モデルの検討状況を記した。後者については黒鉛の引張り破壊確率計算モデル、低サイクル疲労破壊モデルについて述べると共に、材料表面の画像解析による細孔寸法の統計分布を例示した。
日置 一雅
PNC TN9410 94-188, 160 Pages, 1994/05
平成4年度から大型高速炉プラントを対象として確立論的安全評価(PSA)を実施している。本研究の目的は、概念設計段階のプラントにPSA手法を適用し、システムモデルを作成し、これに基づく定量解析により、系統的な評価・分析を行い、プラントの信頼性・安全性の向上に有効な知見を提供し、基本設計への反映に役立てることにある。解析対象プラントは、プラント工学室が主体となって平成2年度から実施してきた「大型炉設計研究」の60万kWe級の大型高速炉とした。原子炉停止後24時間程度は水・蒸気系のみでも崩壊熱が除去できるとして評価すると、崩壊熱除去系の機能喪失確率は約2桁低減する。しかし、起因事象により水・蒸気系が使用できない場合の崩壊熱除去系の機能喪失確率に対しては、補助冷却設備(ACS)の空気冷却器のベーン・ダンパ・ナトリウム止め弁の共通要因故障が支配的となり,PLOHS発生頻度は約3分の1にしか減少しない。したがって、共通要因故障を排除することが最も重要である。空気冷却器まわりの機器を多様化し、共通要因故障を排除できたとすると、ACSに水・蒸気系が加わることにより、崩壊熱除去系の多重度が増すため、PLOHS発生頻度は水・蒸気系に期待しない場合より約2桁小さくなる。このとき、成功基準が最も厳しい原子炉停止直後の機能喪失確率が支配的となる。PLOHS発生頻度を低減するには、原子炉停止直後の崩壊熱除去系の多重度を増すことが効果的である。先行炉の評価例から、熱流力解析による最確値評価では成功基準は緩和され、原子炉停止直後からACS1ループの自然循環により崩壊熱が除去できる可能性があるという知見が得られている。この条件であればPLOHS発生頻度は約10の-7乗/炉年という十分に低いレベルになることを示した。以上のような評価作業を実施することにより、プラントの信頼性・安全性の向上に有効な知見を提供し、基本設計への反映に役立てる見通しを得た。
荒井 長利; 奥 達雄
Journal of Nuclear Materials, 79(1), p.227 - 234, 1979/00
被引用回数：8黒鉛の曲げ強さに対する応力-ひずみ関係の非直線性の影響を検討するため、等方性黒鉛7477PTを用い角棒の4点曲げ試験を行い、曲げ荷重と外縁ひずみとの関係を測定した。また非直線的でかつ引張と圧縮とて非対称な応力-ひずみ関係を考慮したはちの応力分布計算法およびワイブル理論による破壊確率計算法を開発した。本実験と解析から以下の結論が得られた。1)引張応力-ひずみ曲線からずれ非直線性が著しくなる。2)曲げ破壊時の真の曲げ強さは弾性曲げ強さより10~15%小さくなる。3)応力-ひずみ関係の非直線性を考慮したワイブル理論は、弾性を仮定する場合に比較して、より実験と良く一致する破壊率分布を与える。
