核融合炉超電導マグネット構造健全性評価システムの開発に関する電磁破壊力学的研究

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核融合炉超電導マグネットの設計・開発にあたっては、そこに実現される環境条件下の特有の現象に関する基礎的な研究の積み重ねと、これを踏まえた電磁破壊力学的構造健全性の評価が急務である。例えば、電磁弾性相互作用、欠陥における電流誘起あるいは塑性変形誘起温度上昇等は、極低温高磁場下の構造物の安全性評価において不可欠のものである。本年は以上の点に鑑み、電磁破壊力学において基礎となる以下の3主要研究課題について理論的並びに実験的研究を実施した。以下得られた成果を列記すると、(1)磁場内におけるき裂を有する強度性帯板の衝撃応答き裂を有する帯板の動的特異応力に及ぼす磁場の影響を理論的に解明し、動的応力拡大係数に及ぼす形状効果ならびに種々のき裂長板幅比a/hを有するものに対して磁場の影響を明らかにした。得られた数値結果は動的応力拡大係数はa/hが大きいものほど静的解より大きな値を示し、又磁場の影響は、a/hが小さいほど顕著である事が明らかであり磁場の大きさによっては大略20%程度の増加が見られる。(研究分担者・進藤裕英)(2)電磁破壊靭性評価のための実験的研究磁場が材料の破壊靭性値に及ぼす影響を抽出するための試験法の整備を行い、破壊靭性試験時における変形及び破壊に伴う温度上昇を実測し、その影響を検討した。又強磁場下の強磁性材料の破壊特性評価のため、マルエージング鋼の靭性評価を実施した。(研究分担者 庄子哲雄)(3)電流下にある超電導マグネット内の欠陥による異常温度上昇き裂端近傍における非定常温度分布及びその支配パラメータについて理論解析を行い、定常温度分布の表示式と同形式の表示となる事を示した。(研究分担者・坂 真澄)