免震要素としての皿ばねの力学的特性の検討,1; 単軸荷重に対する皿ばねの構造解析手法の検討

• Material Type: 規格・テクニカルリポート類
• Title: 免震要素としての皿ばねの力学的特性の検討,1; 単軸荷重に対する皿ばねの構造解析手法の検討
• Author/Editor: 坂井 哲也; 月森 和之; 森下 正樹
• Publication Date: 1995-11
• Publication Date (W3CDTF): 1995
• Alternative Title: Investigation of mechanical characteristic of coned dish spring as a vertical isolation device, 1; Investigation of structual analysis method of coned dish spring to axial load
• Periodical title: PNC TN9410 95-284
• Target Audience: 一般
• Note (General): 出版タイプ： NA; 「建屋水平免震を前提とし、これに機器レベルでの上下免震を組合わせることでプラント全体の3次元免震を実現する」ことを目標においた機器上下免震の研究において、「原子炉容器と一次系機器を搭載する共通スラブ構造(コモンデッキ)を、各機器の廻りで機器と同心円状の大型皿ばねを用いた免震要素で上下方向に免震支持する」構造の概念を創出し、その成立性の見通しを得ている。このような構造の実現に係わるいくつかの課題のうち本報では、免震要素として用いる大型皿ばねの力学的特性の検討を行なって、以下に示す知見を得た。(1)FEM解析によって皿ばね断面内に発生する応力分布を検討した結果、卓越成分は周方向曲げ応力であり、皿ばねコーナー部が高応力部となることを確認した。(2)JIS等に記載されている設計公式は、マクロ的にみると単軸荷重に対する皿ばねの荷重-たわみ関係の非線形性及び内部に発生する周方向応力の傾向について良く捕らえているが、詳細に検討すれば設計公式値は皿ばね剛性及び最大周方向応力をFEM解より大きく評価する傾向にある。この傾向はたわみが進行するほど、また皿ばねの自由高さが高いモデルほど顕著となる。(3)上記(2)に示した傾向を補正するために設計公式の改良式を設計公式導出に当っての仮定を見直すことにより導出し、その改良式が単軸荷重に対する皿ばねの力学的特性をより精度良く表現するものであることを確認した。(4)皿ばね境界条件に関するパラメータ解析を行い、最大荷重及び発生周方向応力を検討した結果、皿ばね上下端の回転自由度に対する拘束条件が、皿ばねの力学的特性を決定する大きな支配因子であることが明らかとなった。; If one can combine a vertical seismic isolation at equipment level with base isolation, the plant may be three dimensionally feed from seismic load, which will substantially enhancc plant safety and economy. From this point or view, a structural concept of vertical isolation system has been pursued. Up to now, a structural concept has been created in which the reactor vessel and the major primary components are suspended from a large common deck. This common deck is then supported by a couple of isolation devices consisted of large bore coned dish springs around each component. Among several issues left for realization or such a structure, this report is concerned with mechanical characteristic of coned dish spring as vertical isolation devices. The results of the study are summarized as below. (1)It was confirmed from FEM analysis that the bending hoop stress is dominant in an axially compressed dish spring. This stress takes its peak value at the coners of the dish spring. (2)The design formulas described in JIS can depict non-linear load-deflection relation and hoop stress of a dish spring due to an axial load with reasonable accuracy. However, it was revealed from a close investigation that the design formulas give a large stiffness and maximum hoop stresses. This tendency becomes significant when the deflection is large and the height of dish spring is large. (3)A set of modified formulac was developed in order to inprove the tendency described above. And it was confirmed that the inproved equations can accurately express mechanical characteristic of dish spring to vertical direction loading. (4)A parametric survey was also carried out on the bundary condition of dish spring. Accoding to investigation of maximum load and hoop stress, it has been clarified that the rotation as degree of freedom at the upper and lower ends of the dish spring is a ruling factor of mechanical characteristic of the dish spring.
• Source: /PNC-TN9410-95-284.pdf （fulltext）; https://jopss.jaea.go.jp/pdfdata/PNC-TN9410-95-284.pdf
• Access Restrictions: インターネット公開
• Data Provider (Database): 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）; https://irdb.nii.ac.jp
• Original Data Provider (Database): 日本原子力研究開発機構 : JOPSS:JAEA Originated Papers Searching System

• Summary, etc.: 「建屋水平免震を前提とし、これに機器レベルでの上下免震を組合わせることでプラント全体の3次元免震を実現する」ことを目標においた機器上下免震の研究において、「原子炉容器と一次系機器を搭載する共通スラブ構造(コモンデッキ)を、各機器の廻りで機器と同心円状の大型皿ばねを用いた免震要素で上下方向に免震支持す...