Abstract
The aim of this study was to determine the brittle fracture behavior of reactor pressure vessel steel by considering the temperature dependence of a damage model. A multi-island genetic algorithm was linked to a Weibull stress model, which is the model typically used for brittle fracture evaluation, to improve the calibration procedure. The improved calibration procedure and fracture toughness test data for SA508 carbon steel at the temperatures $-60^{\circ}C$, $-80^{\circ}C$, and $-100^{\circ}C$ were used to decide the damage parameters required for the brittle fracture evaluation. The model was found to show temperature dependence, similar to the case of NUREG/CR-6930. Finally, on the basis of the quantification of the difference between 2- and 3-parameter Weibull stress models, an engineering equation that can help obtain more realistic fracture behavior by using the simpler 2-parameter Weibull stress model was proposed.
본 연구의 목적은 손상모델의 온도의존성을 고려하여 압력용기강의 취성파괴 거동을 평가하는 것이며, 이를 위해 다중 섬 유전자알고리즘과 와이블 응력모델을 연계하여 대표적 취성파괴 손상모델의 재료상수 결정절차를 개선하였다. 벽개파괴가 예상되는 $-60^{\circ}C$, $-80^{\circ}C$, $-100^{\circ}C$ 온도에서 수행한 SA508 탄소강 재료의 파괴 인성 실험 데이터를 사용하여 개선된 절차에 따른 재료상수를 결정하였고, NUREG/CR-6930과 동일한 결과인 재료상수의 온도의존성을 확인하였다. 최종적으로는 손상모델 재료상수의 온도의존성에 따른 2-매개변수 와이블 응력모델과 3-매개변수 와이블 응력모델의 차이를 정량화하였으며, 공학적으로 활용 가능한 관계식을 제안하였다.
