衝撃荷重を受ける燃料棒の座屈挙動（材料特性の影響に関する数値試験）
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概要
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Nuclear fuel assembly is installed in the cask with the necessary protective function during fuel transportation. The structural integrity of the fuel rods which constitutes fuel assembly has to be evaluated to ensure the safety even for the cask drop accident. The mechanical properties such as strength, strain hardening properties, and the stress-strain relation of the fuel cladding material, Zircaloy, change significantly during in-reactor service. Such the changes in mechanical properties of the fuel cladding tube play an important role under the impact loading as the cask drop accident condition. Then, the effect of material property on the dynamic response should be clarified. This paper deals with the numerical simulation of the dynamic buckling behavior of fuel rods under the cask drop incident by using finite element simulation code, LS-DYNA. The purpose of this paper is to elucidate the effect of the material property on the dynamic buckling behavior of the cladding tube. First, the constitutive equation of the irradiated Zircaloy is derived. Second, the dynamic responses induced during cask drop accident were obtained from finite element simulations by using the derived constitutive equation. The influences of the mechanical property on the buckling load and absorbed energy are also evaluated. Finally, the detailed buckling process of the high burnup fuel cladding tube is discussed. It is found that the material property has large influences on the dynamic response of the cladding fuel rods. It is thought that the derived constitutive equation is useful for numerical simulation of the spent fuel rods.
著者
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