報告書番号

T00023

タイトル（和文）

ガスタービン高温部品の寿命評価解析コードの開発 -第1報：IN738LCに対する統一型非弾性構成式を組み込んだ3次元有限要素法プログラムの開発-

タイトル（英文）

Development of Life Evaluation Code for High-Temperature Components of Land-Based Gas Turbine(1st Report: Development of 3-D FEM Program incorporated with Inelastic Constitutive Equations for IN738LC)

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

本研究では，最初に，当所の提案する統一型非弾性構成式を組み込んだ有限要素法コードを開発し，等温および温度変動下の繰返し解析により基礎的な妥当性の検証を行った。その結果，当所の解析コードを用いることで，従来の弾塑性解析コードでは難しい，動翼材IN738LCの特異な非弾性変形挙動を正しく再現できるようになった。次に，1100℃級初段動翼の翼中央断面モデルでの5サイクル相当のDSS運転を想定した繰返し解析を実施し，その結果，翼表面での単軸圧縮応力状態から多軸引張応力状態への遷移と相当全ひずみ範囲と相当クリープひずみ増分の減少傾向を確認することができた。このことは，従来の弾塑性解析に基づく考え方では，動翼の損傷評価に必要なパラメータを過度に大きく見積もる可能性があることが今回の解析で示唆された。

概要 （英文）

In this study, a finite element code using inelastic constitutive equations proposed by CRIEPI was developed at first, and then the validity of our code was basically verified by means of isothermal and anisothermal cyclic and monotonic deformation analyses. Consequently, using our developed code, it became possible to reproduce a unique inelastic deformation behavior of IN738LC, which is difficult in other commercial FEM codes. Next, a thermal stress analysis of a mid-section of 1100℃-class first row blade was carried out under five cycles of DSS operation. As a result, it was clarified that, though uniaxial compressive condition was dominant at the leading edge in the first cycle, biaxial tensile condition became dominant after some cycles. Moreover, the equivalent total strain range and creep strain increment showed a tendency to decrease with cycles but saturate at about three cycles. Moreover, it was suggested that these values needed for thermo-mechanical life evaluation might be overestimated by a classical elasto-plastic analysis.

報告者

キーワード