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石倉 修一*; 粉川 広行; 二川 正敏; 神永 雅紀; 日野 竜太郎; 齊藤 正克*
日本原子力学会和文論文誌, 3(1), p.59 - 66, 2004/03
原研とKEKは共同で、大強度陽子加速器を用いた複合研究施設(J-PARC)の建設を進めている。その中核設備となるMW規模の核破砕中性子源に用いる液体水銀ターゲットが約1MWのパルス状陽子ビーム(パルス幅1ms)を受けた時、瞬時の熱膨張による圧力波が発生し、ターゲット容器に負荷すると同時に、キャビテーションの発生原因ともなる。キャビテーションが崩壊する時に誘起される水銀マイクロジェットが固体壁へ衝突する時のマイクロピット形成挙動を検討するために、水銀の状態方程式の非線形性と固体壁材料の降伏応力の歪速度硬化依存を考慮して、単一気泡を対象とした気泡動力学に基づき、水銀球が固体壁に衝突する解析を実施した。その結果、静的降伏応力が高い材料の場合、ピットの深さを抑制できるなどの、マイクロピットの形成と材料強度との関係を理解するうえで、重要な結果が得られた。
/SiC compositesY.J.Stockmann*; 二川 正敏; 小宮 慎吾*; 田辺 裕治*; 粉川 広行; 日野 竜太郎; 光野 司郎*
Ceramic Material Systems with Composite Structures, 99, p.357 - 369, 1998/00
耐熱、耐食、低放射化材料であることから次世代原子炉構造機器材料として期待される、SiC長繊維複合材料(SiC/SiC
)の強度に与える荷重負荷速度の影響について、繊維含有率及び繊維皮膜材料(BN-,C-coating)を変えて調べた。高速荷重負荷実験は、振り子型衝撃曲げ試験機、及びSplit-Hopkinson棒による衝撃引張試験機を用いて、最大200 1/sひずみ速度下で行った。ひずみ速度及び繊維堆積含有率が増加するにしたがって、曲げ強度、引張強度ともに上昇する傾向を示した。破面観察結果から、繊維のPull-out長さは繊維堆積含有率及び繊維皮膜厚さとともに増加したが、ひずみ速度の増加とともに減少した。さらに、破断面に現れた繊維上に付着した皮膜痕は、高速負荷下では比較的少なく、低速負荷時に現れたような繊維の引き抜き効果が高速負荷時に期待できないことがわかった。
神林 奨
JAERI-M 92-080, 45 Pages, 1992/06
分子動力学法を用いたコンピュータシミュレーションは、物理、化学、生物学など広範な分野において、実験測定や理論計算と相補的な研究手法として定着しつつある。分子動力学法は、ニュートンの運動方程式を数値的に解くことにより、多数の古典粒子からなる体系の運動の様子を数値的に再現する手法である。1980年代に入り、分子動力学法の技術的改良がなされ、実験測定との比較に便利な温度や圧力が一定という条件でのシミュレーションが可能となった。本報告では、まず、分子動力学法の概要をまとめ、次にソフト球モデルを対象として新規に開発した分子動力学シミュレーションコードISIS(isokinetic simulation of soft-spheres)について述べる。ISISコードは、一般的なミクロカノニカルアンサンブルのシミュレーションとともに、束縛法を用いた温度一定のシミュレーションを可能としている。また、運動方程式の逐次積分に第5次の差分式を用いて数値誤差を小さく抑え、粒子間力の計算時間を短縮するために簿記法を用いている。
植田 脩三
JAERI-M 87-027, 179 Pages, 1987/03
第1章では、パイプホイップやブロ-ダウン推力に関する従来の研究成果と本研究の目的を明らかにする。第2章では、配管破断試験装置の設置目的や仕様について明らかにする。第3章では、ブロ-ダウン推力の測定結果とその解析方法について検討した結果について示す。第4章では、試験配管とU型レストレントを用いてBWR・LOCA条件下でパイプホイップ試験を行ない、クリアランス、オ-バ-ハング長さ、試験配管の口径などのパラメ-タが配管やレストレントの挙動に及ぼす影響について明らかにする。第5章では、汎用有限要素法ADINAを用いてパイプホイップ解析を行ない、最大レストレント力などが推定できる事を示す。また、エネルギ-バランス法を用いた簡易解析によりレストレントの設置限界が定められる事を示す。第6章では、全体結論と実機プラントへの応用の一例を示す。
植田 脩三; 栗原 良一; 宮崎 則幸; 磯崎 敏邦
Int.J.Press.Vessels Piping, 18, p.161 - 176, 1985/00
被引用回数：3 パーセンタイル：77.88(Engineering, Multidisciplinary)本論文はBWR・LOCA条件下で行った4インチ口径パイプホイップ試験に関する解析結果について述べたものである。パイプ-レストレント系の動的構造解析は汎用有限要素法計算コードADINAを用いて行った。試験配管はビーム要素でモデル化した。4本のレストレントは1本のトラス要素でモデル化した。実験結果と比較して得た結論は次の通りである。(1)衝突時間、最大レストレント反力については実験結果と一致した。(2)パイプひずみの最大値はレストレントのオーバハング長さが短い時ほぼ予測できる。(3)パイプ変位は実験と解析とで良い一致は得られなかった。パイプ先端の変位は解析値の方が小さくなる。
栗原 良一; 植田 脩三; 磯崎 敏邦; 宮崎 則幸; 加藤 六郎; 斉藤 和男*; 宮園 昭八郎
日本原子力学会誌, 25(3), p.207 - 216, 1983/00
被引用回数：1 パーセンタイル：22.57(Nuclear Science & Technology)原子炉一次冷却系配管が瞬時に周方向ギロチン破断した場合を想定して、パイプホイップ試験およびジェット放出試験が日本原子力研究所において実施されている。本報は1979年から1981年にかけて実施したBWR・LOCA条件下における4インチ口径パイプホイップ試験結果(RUN 5407,5501,5504,5603)についてまとめたものである。試験圧力は6.8MPaであり、試験温度は285
Cであった。この一連の試験においてクリアランスは100mmで一定とし、オーバーハング長さをそれぞれ250mm、400mm、550mm、および1000mmに変えて行なった。試験の目的はパイプホイップ挙動に対するオーバーハング長さの効果を調べることである。試験結果から配管およびレストレントの変形を抑制するためにはオーバーハング長さを短くするのが望ましいことがわかった。また、あるオーバーハング長さ以上で配管は塑性崩壊する結果を得た。
栗原 良一; 植田 脩三; 磯崎 敏邦; 宮崎 則幸; 矢野 歳和; 加藤 六郎; 宮園 昭八郎
Nucl.Eng.Des., 76(1), p.23 - 33, 1983/00
被引用回数：8 パーセンタイル：68.42(Nuclear Science & Technology)原子炉一次冷却系配管が瞬時にギロチン破断した場合を想定して、パイプホイップ試験およびジェット放出試験が日本原子力研究所において実施されている。本報は1979年から1981年にかけて実施したBWR・LOCA条件下における4インチ口径パイプホイップ試験結果についてまとめたものである。試験圧力は6.8MPaであり、試験温度は285Cであった。この一連の試験においてクリアランスは100mmで一定とし、オーバーハング長さをそれぞれ250,400,550および1000mmに変えた。この試験の主な目的はパイプホイップ挙動に対するオーバーハング長さの効果を調べることである。試験結果からオーバーハング長さが短いほど、配管およびレストレントの変形が抑えられることが明らかになった。またオーバーハング長さを1000mmにすると、配管はレストレント設置点の近くで塑性破壊する結果を得た。
植田 脩三; 磯崎 敏邦; 宮崎 則幸; 栗原 良一; 斎藤 和男*; 宮園 昭八郎
JAERI-M 9496, 61 Pages, 1981/05
本報告は4inch口径配管が瞬時破断をしたと仮定した時に生じる配管のパイプホイップ運動とそれを抑止するレストレントの挙動に関する実験結果をまとめたものである。試験圧力、温度は、BWR型原子炉の運転条件を選んだ。本報告に述べる3回の実験はレストレント設置位置を一定とし配管とのクリアランスを30、50、100mmと3種類変えておこなわれた。試験体に貼付したひずみゲージによる電気測定、残留変形測定、高速度カメラによる観測結果からパイプホイップ運動のメカニズムが推定できレストレントの有効性が確認された。試験配管の残留歪分布からレストレント近傍にヒンジが形成されていることがわかった。配管とレストレントの吸収エネルギーを評価した結果配管の方が大きなエネルギーを吸収することがわかった。
宮崎 則幸; 斎藤 和男*
JAERI-M 8487, 34 Pages, 1979/10
1978年10月~11月にかけて行われた配管破断試験の予備試験ではレストレントを取り付けた2B、sch-80の曲管状試験体を用いて試験圧力40Kg/cm
a、飽和水条件のパイプホイップ試験を実施した。この予備試験に先立ってADINAプログラムを用いて予備解析を行った。予備試験においてはクリアランスは固定であるが、オーバハング長さは任意に選ぶことが可能であったので、オーバハング長さをパラメータにとった計算を行った。さらに解析モデルでベンドを入れた場合の計算を行いその結果を比較することにより、ベンドの質量の効果が結果にどのような影響を及ぼすかも調べた。この解析結果より、配管とレストレントとの相互作用を見るという目的意識をもって予備試験を実施するならば、予備試験計画段階および機器設計段階で予定していたオーバハング長さ=500mmという値は大きすぎることが判明した。
