並列タイトル等Study for improvement of inelastic analysis methods; Evaluation of various constitutive models and associated solution algorithms
一般注記高精度な非弾性解析を実用化するためには、材料の挙動を正確に表わし得る構成モデルと、安定した解析を効率よく行うための解析アルゴリズムが必要となる。本報告書の第一編では、各種の弾塑性及び統一型構成モデルを取り上げ、非弾性挙動シミュレーションプログラムADMODELを用いた解析によりその特性を評価し、代表的な例についてモデル定数決定方法を検討した。第二編では非弾性解析アルゴリズムとして弾塑性構成方程式の積分法、統一型モデルの積分法および時間増分決定方法について検討した。これにより高精度で効率的な非弾性解析を行なうための構成モデル及び解析アルゴリズムの選定について有用な知見を得た。以下に本報の主な結果をまとめる。1)高速炉の主要構造材料であるSUS304鋼の繰返し材料挙動を表現するのに有望な弾塑性構成モデルにはChabocheモデル、非線形繰返し非硬化領域モデル、McDowellモデル、電中研モデルがある。しかしChabocheモデルは精度に、McDowellモデルは構造の複雑さに問題があり、非線形繰返し非硬化領域モデルと電中研モデルが最もこれに適している。2) 統一型構成モデルは今回扱ったいずれのモデルも非線形硬化、応力のひずみ速度依存性、クリープ特性を表現することができる。ただし、現状では弾塑性モデルほどの効率的な解析を期待することはできない。3)弾塑性構成方程式の積分法として最も効率と精度がよいのは厳密解を利用する方法であるが、まだ等方硬化がある場合についての解が見出されていない。また最も適用性の広いのはSubstep 法である。4) 統一型モデルの積分法としてWalkerの方法は適用性に問題がある。またMillerの方法(NONSS) は大規模な問題でなければその効果を期待できない。5) 統一型モデルの時間増分決定方法としてKumar の方法、Aryaの方法は同様の効果を期待できる。ただし、Aryaの方法は解が発散する可能性を持っている。
Advanced constitutive models which can represent material behavior realistically and sophisticated solutlon algorithms are key ingredients for accurate and efficient inelastic analyses. The first chapter of this report reviews various kind of elastoplastic and unified constitutuve models, and investigate the characteristics of the models, using the multiaxial inelastic behavior simulation program ADMODEL. The procedures of determining model constants are given for representative models. The second chapter deals with the inelastic analysis algorithms, or lntegration procedures for elastoplastic and unified constitutive equations, and time increment determination procedure for the unified models. The follwing conclusions were obtained. (1)The nonlinear, cyclic, non-hardening region model and the CRIEPI model are most suitable for representing the material behavior of the 304 stainless steel. (2)All the unified models treated in this report can represent nonlinear hardening, strain rate dependency and creep behavior. (3)The most precise and effective integration procedure for the elasto-plastic model is use of the exact solutions, but which are not developed for the isotropic hardening. The sub-step integration method is the most adaptative one. (4)The Walker's integrating method for the unified model is effective, but its applicability is still limitted. The Miller's method (NONSS) may not always be effective for small to large scale problems. (5)The Kumar's and the Arya's time increment determination procedure are both effective. But the Arya's method may have a possivility of divergence.
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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