AbstractA strong electromagnetic force due to a plasma disruption may damage the structural integrity of fusion reactor components. Since these components usually consist of thin plates, out-of-plane stress and deformation analyses are important. Besides, some components will inevitably contain cracks under the severe disruption conditions. In this study, first, an eddy current analysis on a single-edge-cracked plate was numerically conducted with the use of the magnetic vector potential method. As a result, the eddy current has a singularity at crack tip and its magnitude gradually increases with increasing crack length. Second, a static elastic bending analysis was conducted under three different mechanical boundary conditions. The neighborhood of the crack tip is deformed in a rather complicated manner, strongly depending on the type of boundary condition. The mode II and mode III stress intensities were significant when compared with mode I stress intensity. According to the definition of equivalent stress intensity, the possibility of crack initiation was discussed for three different boundary conditions.
核融合炉構成部品は、プラズマディスラプションによる強い電磁力によって損傷を受ける可能性がある。これらの構成部品は通常薄板で構成されるため、面外応力および変形の解析が重要である。さらに、過酷なディスラプション条件下では、一部の構成部品にき裂が不可避的に存在する。本研究では、まず、片面き裂を有する板に対する渦電流解析を、磁気ベクトルポテンシャル法を用いて数値的に実施した。その結果、渦電流はき裂先端において特異性を有し、その大きさはき裂長さの増加とともに増大することが示された。次に、3種類の異なる力学的境界条件下で静的弾性曲げ解析を実施した。き裂先端近傍の変形はかなり複雑な様相を呈し、境界条件の種類に強く依存することが明らかとなった。モードIIおよびモードIIIの応力拡大係数は、モードIの応力拡大係数と比較して有意な値となることが示された。等価応力拡大係数の定義に基づき、3種類の異なる境界条件に対するき裂発生の可能性について考察した。