2012 Fiscal Year Annual Research Report
高速炉蒸気発生器管板のクリープ疲労寿命予測法の開発
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22560071
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
渡部 修 筑波大学, システム情報系, 教授 (80111368)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松田 昭博 筑波大学, システム情報系, 講師 (20371437)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | 高温強度 / き裂発生 / き裂進展 / 破壊力学 / Ｊ積分 / 非弾性有限要素法 |
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| Research Abstract |
高速炉の想定運転温度は550℃程度であるため，構造健全性評価においてはクリープ疲労の高温特有の破壊現象の評価が必要になる。また高速炉では原子炉本体の炉心支持板、蒸気発生器の管板など、円孔を有する構造が使用されている。円孔周辺では，応力・ひずみの集中が生じ、通常、この部分から破損が生じるため、この不連続部の強度を正確に評価することが重要となっている。多数の円孔を有する円板の例として燃料棒を支持する管板があるが、実機では冷却水の通過のため厳しい熱応力が発生し、この部分からクリープき裂が発生する。
管板を模擬した円孔板を用いて、ＳＵＳ304ステンレス鋼の試験片を用いて、550℃での疲労実験を行い、円孔板から生じるき裂発生と進展に関する知見、また、き裂と荷重との関係についても検討した。
管板のように複数の円孔がある場合の検討を開始した。中央部の円孔まわりに60°ずつ周囲に円孔を６個配置した場合の疲労強度を検討している。2種類のケースが考えられるが、この配置によるき裂発生と進展の実験的解析を行っている。
また、2つの円孔を有する円孔板の実験と解析を行った。二つの円孔のなす角度が0°、 30°、60°の３通りの場合について検討した。
また、き裂進展の整理のためにＪ積分が有効であるが、Ｊ積分の解析を開始した。中央にき裂がある場合について、経路積分から求めた。一方、Ｊ積分は簡易式からも算出できるが、厳密な経路積分との比較も行った。
また、微視的な結晶レベルから、クリープが存在するとき、粒界にクリープひずみが集中することを数値計算から明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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