報告書番号

M03

タイトル（和文）

無次元化構造応答パラメータに基づく発電用高温圧力機器の簡易構造健全性評価法の開発

タイトル（英文）

Development of Simplified Structural Integrity Assessment Methods for High Temperature Pressurized Power Components Based on Dimentionless Structural Response Parameters

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

発電用高温圧力機器に対する既存設計規格には二次元形状にのみ適用可能な応力分類法が含まれているため、一般の三次元形状の構造健全性評価には容易に適用できない。既存のき裂状損傷評価法は、二次応力を受ける機器に対する適用性が十分ではない。本報告は、これらのニーズに応じて、き裂無し/き裂有りの高温圧力機器に対する簡易構造健全性評価法を示すものである。設計規格に関連する評価法は、一次応力制限、クリープ疲労損傷および累積ひずみの評価法を含み、応力およびひずみの線形近似の必要性を排除している。弾塑性J積分およびクリープJ積分の簡易評価法から成る破壊力学評価法は、英国手順書に記載される参照応力法およびNeuber則型の手法に基づき、二次応力を受ける機器に対して適用可能となるよう修正を加えている。さらに、クリープJ積分に対する初期塑性の影響の取扱い方法を開発した。これらの手法の開発により、応力およびひずみの線形近似は不要とされた。簡易非弾性解析から決定される構造応答パラメータは、寸法や荷重の大きさに非依存であり、寸法や荷重が異なる機器への再利用性を持つ。

概要 （英文）

The current design codes for high temperature pressurized power equipment include stress classification procedure, which can be applied only to two-dimensional configurations, and can not evaluate straight-forwardly structural strength of general three-dimensional components. The existing crack-like damage assessment methods have not established well for general components subjected to secondary stresses. To address these needs, this report presents simplified evaluation methods for structural integrity of high temperature pressurized equipment with/without crack-like damage. The methods related to design codes include primary stress limit, creep-fatigue damage evaluation and cumulative strain assessment without the necessity of linearization of stresses and strains. The fracture mechanics assessment methods consisting of simpified elastic-plastic J-integral and creep J-integral estimates presented are based on the reference stress approach or Neuber's rule type method, both of which are incorporated into the British flaw assessment procedures, have been modified to make them applicable to cracked components under secondary stresses. In addition, treatment of small scale creep has been developed to incorporate effects of initial plasticity into the relaxation behavior of creep J-integral. By developing these methods, the necessity of linearization of stresses and strains has been eliminated. Structural response parameters, which can be determined by simplified inelastic analysis, used here do not depend on component size or level of loading, thus can be re-used for different sized components and loading.

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