並列タイトル等Welded vessel model for thermal transient strength test; No.3 The Thermal stress analysis and creep-fatigue strength evaluatlon of the upper Y-junction structure (Consideration on several factors affecting stress-strain behavior)
一般注記熱過渡を受けるスカート構造では、初期に容器胴の板厚方向温度分布を主要因とする周方向応力と、それに引き続き、容器胴とスカート胴の相対的温度差を主要因とする軸方向応力が発生することが知られている。本報は、スカート部に発生する応力(ひずみ)と物理的・解析的条件との因果関係を明らかにすることを目的とした伝熱・応力解析とクリープ疲労損傷評価結果についても示すものである。評価対象は、構造物強度確性試験施設(TTS)による熱過渡強度試験に供され、現在、試験準備が進められている溶接容器型モデル供試体の上部Yピースを選択した。構造物の伝熱・応力解析には、汎用構造解析プログラム「FINAS Vl1.0 」を用いた。合わせて、一部の解析ケースに関してはシェル理論に基づく簡易評価を行い、その適用性の検討を試みた。クリープ疲労損傷評価は、これらの伝熱・応力解析結果に基づき、構造物強度確性試験施設専用設計基準(TTS-DS) を用いて実施した。評価結果の概要は、以下のとおりである。1) 弾性解析に基づくクリープ疲労損傷評価結果は、弾塑性クリープ解析に基づく評価結果と概ね一致する。2) 供試体外面の熱伝達率、温度変化幅(Tmax -Tmin )、容器の板厚は、スカート付け根近傍胴部内面に発生する応力に対して影響が大きい。3) 熱過渡の変化速度(dT/dt) は、スカート付け根近傍胴部内面に発生する応力に対して影響が小さい。4) シェル理論に基づく簡易評価法は、温度分布を適切に入力することで、スカート構造に発生する応力の評価に適用できる。
As is well-known, the skirt structure which suffers thermal transients has both the circumferential stress due to the radial thermal distribution along the vessel thickness in the eary stage and subsequently the axial stress due to the relative temperature difference between the main vessel body and the skirt portion. This report describes the results of the heat transfer and thermal stress analysis of the skirt structure to clarify the relationship between physical or analytical conditions and the stress (or strain) which appears on the skirt structure. The upper Y-junction of the Welded Vessel Model was selected for evaluation which is to be tested at Thermal Transient Test Facility for Structures (TTS). The Finite Element Nonlinear Structural Analysis System (FINAS) Version 11.0 was applied for the heat transfer and thermal stress analyses. For some analysis case, the simplified method based on shell theory was applied to investigate the adaptability for skirt structure. The TTS design standard (TTS-DS) was applied for creep-fatigue damage evaluation. The results are roughly as follows; (1)Creep-fatigue evaluation results based on elastic analysis generally corresponded to that based on elastic-plastic creep analysis. (2)Heat transfer coefficient on the outer surface of the model, temperature range (T$_{max}$ - T$_{min}$) and thickness of the vessel affects strongly to the stress which appers on the inner surface near the root of Y-junction. (3)Temperature change rate (dT/dt) scarcely affects to the stress which appers on the inner surface near the root of Y-junction. (4)Simplified thermal stress analysis method based on the shell theory is capable for stress evaluation of skirt structure, if temperature distribution is provided appropriately.
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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