報告書番号

U95017

タイトル（和文）

地震荷重下における薄肉エルボの疲労損傷評価法

タイトル（英文）

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

本報告では、高速実証炉一次系配管の構成要素である薄肉ショートエルボを対象として、その地震時の終局的な破損モードである低サイクル疲労破壊の評価を数値解析に基づいて行うことを試み、評価法の妥当性を振動台加振によるエルボの動的耐荷力試験との比較を通じて検証したものである。提案した手法は、ひずみ範囲の計数をレインフロー法により行い、疲労損傷値を単軸疲労寿命線図に基づくマイナー則で評価する、最も一般的な低サイクル疲労評価手法に、動的弾塑性大変形解析により得られたひずみ履歴を適用するものである。エルボの動的耐荷力試験との比較の結果、提案した手法は２５％以内の精度でエルボの疲労損傷値が得られ、実用的な損傷評価に適用できる見通しが得られた。

概要 （英文）

THE JAPANESE DEMONSTRATION FBR (DFBR) USES SHORT ELBOWS IN ITS PRIMARY PIPING SYSTEM. TO ESTABLISH THE REALISTIC SEISMIC SAFETY OF THE DFBR, IT IS NECESSARY TO ACCUMULATE EXPERIMENTAL DATA ON THE DYNAMIC STRENGTH AND FAILURE MODES OF SHORT ELBOWS. THE AUTHORS HAVE ALREADY CLARIFIED THAT LOW CYCLE FATIGUE (LCF) IS THE DOMINANT FAILURE MODE OF DFBR SHORT ELBOWS UNDER SEISMIC LOADING. HOWEVER, NO EFFECTIVE EVALUATION MEHTODOLOGIES HAVE BEEN PREPARED FOR THIS PARTICULARLCF PROBLEM, WHICH OCCURS UNDER EXTREMELY LOW CYCLES, LARGE DEFORMATION AND LARGE STRAIN RANGE. IN THIS REPORT, THE AUTHORS HAVE INCORPORATEDDETAILED NUMERICAL ANALYSIS WITH THE CLASSIC LCF EVALUATION METHOD WHICH USES THE RAINFLOW METHOD AND THE MINER RULE. THE DYNAMIC, ELASTIC-PLASTIC,LARGE-DEFORMATION FINITE ELEMENT METHOD WAS USED FOR THE ANALYSIS, AND THE ELBOW WAS MODELED BY 3D SHELL ELEMENTS. THE APPLICABILITY OF THE METOD WAS VALIDATED BY COMPARISONS WITH DYNAMIC FAILURE TESTS OF SHORT ELBOWS. THE DAMAGE FOACTORS OBTAINED BY THE NUMERICAL APPROACH PREDICTED THE OCCURRENCE OF THROUGH-WALL-CRACK FAILURE IN THE TESTS WITH ANERROR OF LESS THAN 25%. THESE RESULTS SHOW THAT A FULLY NUMERICAL APPROACH IS FEASIBLE FOR THE LCF EVALUATION OF DFBR PIPING SYSTEMS UNDER SEISMIC LOADING.

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