報告書番号

Q07001

タイトル（和文）

効率的な三次元弾塑性き裂解析のためのX-FEMコードの開発

タイトル（英文）

Development of Efficient X-FEM Code for Three-Dimensional Elastic-Plastic Crack Problems

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

X-FEMは，解の特性が既知である問題に対し，その特性を局所的に考慮して高精度の解を得ることのできる数値解析法として有力視されている．同法をき裂問題に適用することで，き裂の存在およびその進展挙動にまったく独立な要素分割を用いた数値解析を効率的に行うことができる．とくに，X-FEMを表面き裂に対する弾塑性問題にも適用できるようになれば，軽水炉維持規格に定める欠陥評価に格段の合理化が期待される．本研究では，二次元弾性問題に適用が限定されていたX-FEMの拡張を図り，同法が表面き裂の弾塑性問題にも応用できることを明らかにした．すなわち，X-FEMを用いた表面き裂の弾塑性破壊解析コード”EPX3D”を開発し，同コードを用いた検証解析結果を既存の近似解および有限要素解析結果と比較することを通じて，開発したコードが妥当であることを確認した．

概要 （英文）

An innovative finite element analysis method, X-FEM, is regarded as a promising numerical technique with high accuracy in consideration of the specific characteristic of the analysis objects. Applying the method to crack problems, efficient numerical analysis can be realized using finite element mesh that is independent of the existence or the extension of a crack. Although the current application of the X-FEM is limited to two-dimensional problems, the method is expected to be very powerful tool for the use in the flaw evaluation procedure provided in the fitness-for-service code for Light Water Reactor components. In this study, an X-FEM code, "EPX3D," was developed for the application to the three-dimensional elastic-plastic surface crack problems. Analysis results by EPX3D for some typical crack problems were compared with current approximated solutions and the results by conventional FEM to demonstrate the accuracy and the capability of the code.

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