| 研究課題/領域番号 |
22560071
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
渡部 修 筑波大学, システム情報系, 教授 (80111368)
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| 研究分担者 |
松田 昭博 筑波大学, システム情報系, 講師 (20371437)
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| キーワード | 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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| 研究概要 |
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度ずつ周囲に円孔を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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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
実験は疲労試験が主体となっているが、おおむね、実験と解析は順調に進んでいる。
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| 今後の研究の推進方策 |
実機における複数の円孔がある場合についても、おおむね、実験と解析をさらに進める。また、実機におけるように、温度、ランダム波など、ひずみ速度の影響についても検討する。
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