| 研究課題/領域番号 |
18K11341
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分60100:計算科学関連
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| 研究機関 | 上智大学 |
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研究代表者 |
長嶋 利夫 上智大学, 理工学部, 教授 (10338436)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | 計算力学 / 異種材界面 / J積分 / XFEM / 領域積分法 / クラッド鋼 / Ｊ積分 / ＸＦＥＭ / 拡張有限要素法 / 異種材界面き裂 |
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| 研究成果の概要 |
ヘビサイド関数だけを拡充した三次元レベルセット拡張有限要素法（XFEM）（コード名：NLXFEM3Dstruct）とその実行を制御するき裂進展解析システム(Sim2d)を開発し，異種材界面を含む構造物のき裂進展解析を実施する方法を開発した．開発手法においては，有限要素モデルと独立に定義されるき裂前縁形状の評価点の応力拡大係数とパリス則を用いてき裂形状を進展させ，3次のベジェ曲線を用いてその形状を平滑化する．このような手法を用いて，クラッド付きＣＴ試験片の疲労き裂試験解析を実施し，実際の試験で得られる幅方向に非対称なき裂進展形状が再現できることを確認した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
原子炉圧力容器においては耐食性, 防錆性を向上させるため, 腐食に強い材料がクラッドとして表面に肉盛溶接されて使われる. このようなクラッド鋼材からなる構造物の保全においてき裂が検出された場合, 一定運転期間後のき裂の進展量を予測することが重要となる. しかしながら，クラッド鋼材は異種材界面を含むので, 接合の方法および組み合わせ材料の機械的性質の差異によりき裂の進展挙動を解明することが困難である．本研究は，このような現象を数値シミュレーションにより解明するための基礎となるものであり，原子力発電プラントにおける安全評価，とりわけ原子炉圧力容器の構造健全性評価の高度化に資することができる．
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