SENSITIVITY AND UNCERTAINTY ANALYSIS OF J INTEGRAL CALCULATION OF THE RELIABILITY ASSESSMENT OF REACTOR PRESSURE VESSEL

ABSTRACT
SENSITIVITY AND UNCERTAINTY ANALYSIS OF J INTEGRAL CALCULATION OF THE
RELIABILITY ASSESSMENT OF REACTOR PRESSURE VESSEL. The structural
reliability of the reactor pressure vessel (RPV) is one aspect that must be considered in the
safety analysis of the reactor. J integral calculation was conducted for structure reliability due
to the cracks presence. In understanding the uncertainties that affect the output of the
analysis, the evaluation of the uncertainty and sensitivity of the input variables need to be
done. In the calculation of J integral input uncertainties variable involving physical variables
for the loading condition that the internal pressure and material properties. The purpose of
this study is to conduct a sensitivity analysis then to compare influence of the uncertainty of
the outcome variable to output. RPV J integral calculation in 2D with initial crack modeled
using MSC MARC. The calculation of input uncertainty was used simulation-based
probabilistic density function (PDF). Then a sensitivity analysis using a variant of the
conditional expectation was performed. The obtained results are stress intensity factor (SIF)
to include the uncertainty of the load input will first reach the limit value of the fracture
toughness (100 MPa m0.5) compared with the input uncertainty elasticity modulus. Based on
the evaluation of the sensitivity value, the uncertainty of the load input heavily influence the
integral J by 93.86% compared to the uncertainty of input on elasticity modulus.
Keywords: Uncertainty, sensitivity, J integral, MSC MARC
ABSTRAK
ANALISIS KETIDAKPASTIAN DAN SENSITIVITAS PADA PERHITUNGAN J INTEGRAL
UNTUK EVALUASI KEANDALAN REAKTOR PRESSURE VESSEL. Keandalan struktur
dari reactor pressure vessel (RPV) merupakan salah satu aspek yang harus diperhatikan
dalam analisis keselamatan reaktor. Perhitungan J integral dilakukan pada analisis
keandalan struktur akibat adanya retak. Dalam memahami berbagai ketidakpastian yang
mempengaruhi hasil analis, maka evaluasi ketidakpastian dan sensitivitas variabel input
perlu dilakukan. Pada Perhitungan J integral variabel ketidakpastian input melibatkan
variabel fisik untuk kondisi pembebanan yaitu pressure internal dan material properties.
Tujuan dari makalah ini adalah melakukan analisis sensitivitas untuk membandingkan
seberapa besar pengaruh ketidakpastian dari variabel tersebut terhadap hasil output.
Perhitungan J integral pada RPV dimodelkan 2D dengan initial crack menggunakan MSC
MARC. Sedangkan perhitungan ketidakpastian input menggunakan simulasi berbasis
probabilistic density function (PDF). Selanjunya dilakukan analisis sensitivitas menggunakan
varian dari ekspektasi bersyarat. Hasil yang diperoleh adalah stress intensity factor SIF
dengan menyertakan ketidakpastian input pada load akan lebih dulu mencapai nilai limit
dari fracture toughness (100 MPa m0.5) dibanding dengan ketidakpastian input elastisity
modulus. Berdasarkan evaluasi nilai sensitivitas, maka ketidakpastian input pada load
sangat berpengaruh terhadap hasil J integral sebesar 93,86% dibanding ketidakpastian
input pada elastisity modulus.
Kata kunci: Ketidakpastian, sensitivitas, J integral, MSC MARC