並列タイトル等Improvement of buckling design criterion for cylindrical shells subjected to axial compression and bending
一般注記「高速原型炉第1種機器の高温構造設計方針」に規定されている円筒殻の軸圧縮荷重および曲げ荷重による座屈の防止基準をより合理的なものにするために、解析的方法ならびに既存の実験データを活用して、座屈強度評価式ならびに安全係数の見直しを図った。ここで基本として座屈設計評価の考え方は、座屈強度を解析的に評価するもので、まず、当該材料の規格最下限の強さをもつ材料を仮定した上で、材料の塑性および初期形状不整の影響をそれぞれ最大限に考慮して最下限の座屈荷重を解析により求める。つぎに、こうして求めた座屈荷重に、その他の不確かさ要因に対する余裕度として、適切な安全係数を取り入れて許容座屈荷重を算出する、というものである。本研究は、この方法論に基づき、具体的に円筒殻の軸圧縮および曲げにより座屈に対する設計評価法を策定したものであり、得られた成果は以下の通りである。1)円筒殻の軸圧縮座屈および曲げ座屈について、材料の塑性および初期形状不整による効果を解析的に考慮し、簡便な座屈強度評価式を導いた。この評価式は、材料特性が与えられれば、あらゆる材料に適用でき、また、設計に使用する最下限の座屈強度値は設計降伏応力を用いることにより容易に定められる。2)当該座屈の既存の実験データを可能な限り収集し、このデータベースを用いて許容座屈荷重評価式の信頼性を評価して、合理的に安全係数を設定することを試みた。この実データに基づく信頼性解析を通して、従来懸案となっていた弾塑性(非時間依存)座屈の安全係数を低減できる見通しを得た。この安全係数は任意の殻構造の弾塑性座屈にそのまま適用できる。
The buckling design criterion for cylindrical shells subjected to axial compression and bending, which is prescribed in the "Structural Design Guide for Class 1 Components of Prototype Fast Breeder Reactor for Elevated Temperature Service", was improved to secure the more appropriate safety against buckling collapse in the structural design. The design-by-analysis methodology is basically adopted in the buckling evaluation. The minimum buckling strength is evaluated analytically by taking into account, to the full, the effects of both the plasticity of material and the initial geometrical imperfection in structures and assuming the weakest material meeting standards. A appropriate safety factors, which are margins to other uncertainties influencing the buckling strength, are introduced to obtain allowable buckling loads. In accordance with this methodology, the author developed a buckling design criterion concretely for cylindrical shells subjected to axial compression and bending. The main results obtained are stated as (1)A buckling strength equation with a simple form was derived analytically for cylindrical shells subjected to axial compression and bending, taking into account the effects of the plasticity and the initial imperfection. The equation can be applied to any kind of material, if its properties are known, and the minimum buckling strength can easily determined by use of the design yield stress. (2)Safety factors to be used were determined through the evaluation of the probability of buckling resulting from design according to the proposed buckling strength equation. The statistical evaluation based on the buckling test data available in the literature revealed that the currently used large safety factors for the elastic-plastic buckling can be reduced. The reduced safety factors can be used in the buckling design of general structures, not limited to cylindrical shells.
一次資料へのリンクURL/PNC-TN9410-93-088.pdf （fulltext）
連携機関・データベース国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）
提供元機関・データベース日本原子力研究開発機構 : JOPSS:JAEA Originated Papers Searching System