Improved assessment of the safety of structural reactor components against brittle fracture on the basis of fracture mechanical weight. Final Report
Creators
- 1. Fraunhofer-Institut fuer Werkstoffmechanik, Halle (Germany). Aussenstelle fuer Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen
Description
A set of polynomial influence functions is derived for some typical cracks in nuclear reactor components. The crack geometries considered are: (1) Circumferential and axial part-elliptical cracks on the inner surface of a cylindrical pressure vessel; (2) corner cracks at a pressure vessel nozzle; (3) two-dimensional and three-dimensional branched cracks. Based on the boundary-element method, the influence functions are calculated for a wide range of crack configuration parameters and at numerous kinds of polynomial crack-face loading. Based on the averaged error estimation technique, the efficiency of numerical analyses and the accuracy of related solutions are shown to be rather high. The results on stress intensity factors are fitted by parametric formulae making use of the least-square procedure. The derived solutions are employed for crack analyses at pressurized thermal shock loading of a reactor pressure vessel, as well as for the verification of existing regulatory guides. The computational procedure based on the influence function method is implemented in a computer code. The latter applies to the analysis of surface cracks in the cylindrical and nozzle parts of a pressure vessel. (orig.)
Availability note (English)
MF available from INIS under the Report Number.Abstract (German)
Es wurden bruchmechanische Einflussfunktionen fuer polynomartige Rissuferbelastungen fuer typische Risskonfigurationen in Reaktorbauteilen bestimmt. Die betrachteten Rissgeometrien sind: (1) Umfangs- und axiale elliptische Risse auf der inneren Oberflaeche eines zylindrischen Druckbehaelters; (2) Stutzenkantenrisse in einem Behaelterstutzen; (3) zweidimensionale und dreidimensionale verzweigte Risse. Basierend auf der Randelementmethode wurden die Einflussfunktionen fuer einen grossen Bereich von Risskonfigurationsparametern und fuer zahlreiche Arten polynomialer Rissuferbelastung berechnet. Die Effizienz der numerischen Analyse und die hohe Genauigkeit der erhaltenen Loesung konnten mit Hilfe der mittleren Fehlerabschaetztechnik nachgewiesen werden. Die Spannungsintensitaetsfaktor-Ergebnisse wurden mit Hilfe parametrischer Formeln mit der Methode der kleinsten Fehlerquadrate gefittet. Die hergleiteten Loesungen wurden auf die Analyse eines Risses in einem Druckbehaelter unter druckbeaufschlagter Thermoschockbelastung angewandt. Zusaetzlich wurden die Einflussfunktionen zur Verifikation existierender Regelwerke verwendet. Der Algorithmus zur Berechnung der K-Faktoren anhand der Einflussfunktionen wurde als PC-Programm implementiert. Dieses Programm kann fuer die Analyse von Oberflaechenrissen in zylindrischen Druckbehaeltern sowie Stutzenteilen angewandt werden. (orig.)
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Additional details
Additional titles
- Original title (German)
- Verbesserte Bewertung der Sproedbruchsicherheit von Reaktorkomponenten auf der Basis bruchmechanischer Gewichtsfunktionen. Abschlussbericht
Publishing Information
- Imprint Pagination
- 48 p.
- Report number
- FhG-IWM-T--1/96
INIS
- Country of Publication
- Germany
- Country of Input or Organization
- Germany
- INIS RN
- 28071472
- Subject category
- S36: MATERIALS SCIENCE; S22: GENERAL STUDIES OF NUCLEAR REACTORS;
- Descriptors DEI
- BOUNDARY ELEMENT METHOD; CRACK PROPAGATION; FRACTURE MECHANICS; FRACTURES; PRESSURE VESSELS; REACTOR COMPONENTS; STRESS INTENSITY FACTORS; THERMAL SHOCK
- Descriptors DEC
- CALCULATION METHODS; CONTAINERS; FAILURES; FINITE ELEMENT METHOD; MECHANICS; NUMERICAL SOLUTION
Optional Information
- Contract/Grant/Project number
- Foerderkennzeichen BMBF 1500907
- Funding organization
- Bundesministerium fuer Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie, Bonn (Germany).