損傷力学による円管のクリープ損傷の有限要素解析
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概要
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線形累積被害則よりも物理的意味が明確な損傷力学を用いて, 円管のクリープ損傷を評価するコンピュータプログラムを開発した.このプログラムは熱伝導解析, 応力解析, および損傷解析の3つの部分から成る.前二者の解析には有限要素法を用いた.応力解析には熱ひずみ, クリープひずみ, および材料定数の温度依存性を考慮した.本解析では, 代表的な耐熱合金であるHK40の材料定数を用いた.また管の寸法, 管の受ける熱履歴としては改質炉管を参照した.材料のクリープ特性, 運転モードが管の寿命に及ぼす影響を検討した.本解析により得られた結論は次の通りである. (1) 改質炉管の寿命は熱応力により大きく影響を受ける. (2) クリープ被断強さだけでなく熱応力緩和特性も考慮して材料を選定する必要がある. (3) プラントの起動・停止の繰り返しは管の寿命を大きく低減させる.
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