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論文

薄板試験片を用いたサンプリングクリープ試験による改良9Cr-1Mo鋼のクリープ損傷評価法の検討

金山 英幸*; 旭吉 雅健*; 小川 文男*; 川畑 美絵*; 伊藤 隆基*; 若井 隆純

材料, 68(5), p.421 - 428, 2019/05

本論文では、厚さ0.76mmの薄板試験片を用いた改良9Cr-1Mo鋼のクリープ損傷評価法を検討した。まず、薄板試験片を用いたクリープ試験の妥当性確認のため、未損傷材から作製した未損傷試験片を用いてクリープ破断試験を既報に追加して行い、試験温度873K、応力160MPaの改良9Cr-1Mo鋼のクリープ破断試験では大気中・真空中の試験雰囲気によるクリープ破断時間の差は明瞭がないことを確認した。バルク試験片のクリープ破断時間よりもミニチュア試験片と薄板試験片のクリープ破断時間が1.3倍程度長かった。つぎに、線形損傷則に及ぼす予損傷試験片の加工の影響を検討するため、予損傷材から作製した予損傷試験片を用いて予損傷条件と同条件のクリープ破断試験を行い、クリープ破断時間が係数1.3程度のバラつき範囲に整理されることを確認した。これに加えて、加速条件のクリープ破断試験を未損傷試験片および予損傷試験片に行い、同結果から薄板試験片を用いた加速クリープ破断試験による損傷評価を行った。試験結果は寿命比則で整理すると係数1.3の範囲に整理された。さらに、加速クリープ破断試験、ビッカース硬さよびラス幅に注目した組織観察の各試験結果から、クリープ損傷量の予測を試み、比較した。加速クリープ破断試験の予測結果はビッカース硬さのそれより精度が高く、ラス幅の予測結果は加速クリープ試験とビッカース硬さの間の精度であった。加速クリープ試験およびビッカース硬さによる予測結果を相加平均で組み合わせる評価手法を提案し、少ない試料数で高精度な予測が可能になる可能性が示された。

論文

Creep damage evaluations for BWR lower head in severe accident

勝山 仁哉; 山口 義仁; 根本 義之; 加治 芳行; 逢坂 正彦

Transactions of 24th International Conference on Structural Mechanics in Reactor Technology (SMiRT-24) (USB Flash Drive), 11 Pages, 2017/08

東京電力福島第一原子力発電所のような沸騰水型原子炉(BWR)のRPV下部ヘッドは、形状が複雑で多数の制御棒案内管が存在するため、その破損挙動は複雑である。そこで我々は、重大事故時のBWR下部ヘッド破損について、クリープ損傷機構を考慮した熱流動構造連成解析に基づく評価手法を整備した。本研究では、事故シナリオの違いを想定し、溶融デブリの深さや発熱位置の違いが破損位置に及ぼす影響について評価した。その結果、BWR下部ヘッドの破損やデブリの流出は、貫通部における制御棒案内管やスタブ管で生じることを示した。

論文

構造用脆性材料の微視的構造力学および確率論を用いた損傷評価法の開発

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。

論文

構造用脆性材料の微視的構造力学及び確率論を用いた損傷評価法の開発

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。

論文

機器免震における免震装置の選択基準

蛯沢 勝三; 亀岡 裕行*; 竹ノ内 勇*; 加治木 茂明*

第9回日本地震工学シンポジウム (1994)論文集,第1分冊, 0, p.1771 - 1776, 1994/00

著者はこれまでに、安全上重要で地震動抵抗力の小さく、耐震対策の難しい機器を免震構造化した場合の有効性を確率論的手法を用いて評価する手法を開発した。この手法では、各種免震装置を対象として機器免震の有効性を評価するが、使用すべき免震装置を選択する基準を定量的に示していない。免震装置の選択基準は機器免震の設計の考え方に依存するが、その考え方は確立に至っていない。そのため、機器免震の設計の考え方を示し、この考え方に沿って免震装置の限界負荷荷重に着目した選択基準を考案した。更に、この基準を用いて、各種免震装置の限界負荷荷重を求めた。その結果、免震装置を選択する場合には、負荷荷重の観点で検討することは重要であるが、機器免震の有効性、メンテナンス等の観点も考慮して総合的に判断する必要もあることが明らかになった。

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