報告書番号

284013

タイトル（和文）

未貫通き裂を有する原子炉配管の不安定破壊に関する簡易解析手法の開発

タイトル（英文）

SIMPLIFIED ANALYSIS OF TEARING INSTABILITY FOR REACTOR COOLANT PIPE WITH A CIRCUMFERENTIAL PART-THROUGH CRACK

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３０４型ステンレス配管に生じた未貫通き裂の伝播挙動を理論的に検討するため，き裂先端開口角一定条件と配管に対する簡単な荷重一変位関係とに基づく簡易解析手法を開発した。未貫通き裂の伝播に伴うき裂形状の変化については有限要素法で得られた成果を活用した。これよりき裂伝播時の荷重，変形挙動を推定し，実測結果と良好な一致が得られた。また弾塑性破壊力学におけるＪ積分に基づいたＴｅａｒｉｎｇＭｏｄｕｌｕｓクライテリオンの概念を用いて，き裂の不安定伝播条件を推定した。不安定伝播開始時のき裂角度は実測値と良い一致が得られ，解析手法の妥当性が確認された。さらにき裂の不安定伝播に及ぼすコンプライアンスの効果についても検討した。

概要 （英文）

THE PROPAGATION CHARACTERISTICS OF A CIRCUMFERENTIAL PART-THROUGH CRACK IN TYPE304 STAINLESS STEEL WERE STUDIED USING THREE-DIMENSIONAL FINITE ELEMENT ANALYSIS AND A SIMPLIFIED ANALYSIS.THE CHANGE IN CRACK GEOMETRY WAS PREDICTED BY THE FINITE ELEMENT METHOD. AT THE BEGINNING, THE CRACK GROWS IN THE DIRECTION OF THE PIPE THICKNESS AND SUBSEQUENTLY IN THE CIRCUMFERENTIAL DIRECTION FOR THE CASE OF A SMALL INITIAL CRACK ANGLE. THE SIMPLE ANALYSIS METHOD WAS DEVELOPED, BASED ON THE CRACK TIP OPENING ANGLE CRITERION AND THE CRACK GEOMETRY OBTAIND FROM THE FINITE ELEMENT ANALYSIS. THE CALCULATED LOAD AND CRACK OPENING DISPLACEMENT SHOWED GOOD AGREEMENT WITH THE EXPERIMENTAL RESULTS. THE CRACK INSTABILITY POINT WAS PREDICTED WELL BY THE J-INTEGRAL APPROACH OF TEARING MODULUS CRITERION. A LARGER COMPLIACNCE WAS ESTIMATED TO GIVE SMALLER STABLE CRACK EXTENSION UP TO INSTALILIY.

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