炭酸含有アパタイト焼結体の高温高圧下で起こる大きな変形のメカニズムを検討した。その結果、Ｘ線回折分析において変形体にナトリウムレナリットの生成が認められ、このナトリウムレナリットの液相によって原子拡散速度が増し、変形が起こり、その生成量が変形量に影響するものと示唆された。

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日本材料学会高温強度部門はんだWGの第2期活動において，はんだの非弾性変形の解析手法についての報告書を作成した．これは，電子実装基板のはんだ接続部が受ける熱負荷により生じるはんだの非弾性変形，特に粘変形解析の指針を与えることを目的としたものである．電子実装基板の解析には汎用有限要素解析ソフトが一般的に用いられるが，デフォルトで組み込まれている構成式によりはんだの粘変形を正確に記述可能することはできない．本講演では，従来，鋼，銅，アルミなどの金属材料を対象に提案された粘構成式の中で，はんだの粘変形解析の実績がある構成式として，弾クリープ構成式，Chabocheの粘構成式とKremplの過応力理論および著者の一人が提案した粘構成式を取り上げる．これらの構成式を用いて，はんだWGで行ったクリープ疲労中の粘変形のシミュレーション行い，その適用性について検討する．

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機械部品・構造物の損傷評価・安全性確保のため、材料に加わったひずみの量を測定する技術の確立が急務となっている。本研究では、種々のレベルの予ひずみを加えたオーステナイトステンレス鋼に電気化学エッチングを施し、エッチング痕の密度を測定することによりの組織を観察する事によってひずみ量の測定を行った。測定結果とひずみ量とには関連性が見られ、この手法のひずみ量測定への適用性が示された。

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1.はじめに 著者らは、文献[3]において、鋼構造ラーメン骨組に対する終局地震荷重効果を、崩壊メカニズム数を重要なもののみに低減した降伏多面体モデルを用いた応答解析で評価する手法を提案した。そこでは荷重効果は、大局的な応答変位履歴ないし各崩壊機構形の変形履歴の形で与えられる。本稿では、(1)この荷重効果に対して、鋼構造ラーメン骨組の性能が受容できるかどうかの判定を行う手法を示し、(2)鋼構造ラーメン部材の耐力劣化に関連した性能判定を、統一的に表現する累積損傷クライテリア、について提案する。2.簡略化応答解析による要求部材変形性能 (1)考慮する崩壊機構数を低減した簡略化応答解析[3]の概要 予備解析として弾性地震荷重効果の静的水平荷重モデルとして、古典的規準モードの荷重基底ベクトルにランダムモード乗数を乗じて線形結合した荷重モデルを仮定する。モード乗数は零平均とし、標準偏差は、各次有効質量と設計用加速度応答スペクトル値の積に比例させる。骨組の崩壊機構形の信頼性指標値を評価して小さいものを選択し、また相関の大きな複数の崩壊機構形は統合して、骨組の崩壊に対する安全領域を降伏多面体モデルで近似する。安全領域の内部では弾性と仮定し、変位増分の法線則によって応答解析を行う。(2)要求部材変形性能の評価例 複数の崩壊機構形毎に変形履歴が算定されるが、その変形履歴から、適合式により崩壊機構形に属する回転角履歴を求める。ヒンジが複数の崩壊機構形に属する場合は、それぞれのヒンジの応答履歴とみなす。文献[3]で例題とした6層2スパン骨組に4種の実地震波形を入力した結果、比較的大きな変形角について、簡略化応答解析結果(縦軸)と、応答解析結果(横軸)とを図7に対照している。簡略化応答解析で概ね安全側に評価できることが分かる。3.スケルトン移動型履歴モデルを利用した受容判定 上記の簡略化応答解析では、一般化された完全弾挙動が仮定されているので、耐力劣化が顕著でない範囲の応答予測結果が得られる。その応答履歴を、耐力劣化現象も含むスケルトン移動型履歴モデルに適用して、耐力劣化が顕著になるかについての受容判定を行う。(1)スケルトン移動型モデルの概要 歪み硬化、局部座屈・横座屈等の不安定現象による耐力劣化など、抵抗力の変化を含む履歴モデルとして、第2著者の提案になるスケルトン移動型履歴モデル[6][7][8]を利用する。図8に履歴則を示しているが、1)正側、負側にスケルトン曲線を仮定し、それぞれに目標点を置く。初期位置としては化開始点に置く。2)載荷点が、一方のスケルトン曲線の部分をたどると同時に、その上の目標点を載荷点と一緒に移動する。また移動量のΨ倍(シフト係数)だけ、逆側のスケルトン曲線を同じ方向に移動する。3)一方のスケルトンから除荷した直後は、弾性除荷とするが、逆側のスケルトン上の目標点に向かう場合は、除荷点と目標点とを結ぶ軟化曲線上をたどる。単調載荷曲線に適合するようにスケルトン曲線を定め、適切なシフト係数を仮定すると、耐力劣化の生じる鉄骨ラーメン部材の履歴曲線や地震応答性状を追跡できる。(図9、図10)スケルトン履歴型モデルを用いて部材レベルの応答解析を行えば、要求性能と性能の受容判定を同時に行えるが(図1)、本稿では要求性能については完全弾モデル、受容判定にのみスケルトン移動型モデルを用いる。(図2) (2)耐力劣化の発生しない繰返し変位振幅 スケルトン移動型履歴モデルでは、抵抗力の変化は、各方向のスケルトン曲線上で経験する変形の総和(スケルトン累積変形)に依存することになるので、耐力劣化に関わる性能判定は、スケルトン累積変形を参照する。また変位一定振幅の繰返し載荷を行った場合、Nサイクル時のスケルトン累積変形は(1)式で与えられ、0<Ψ<1のとき、Nを無限大の極限にすると(1)式は(2)式に収斂する。すなわち、十分小さな振幅で繰り返すと何度繰り返しても、スケルトン累積変形はある値以上に進行しない。すなわちスケルトン移動型履歴則は、耐力劣化の発生しない限界変位振幅が存在することを内包している。宇田川らはH形断面部材について繰返し載荷実験を行い、図13のような限界振幅を観察している[10]。逆に、実験的に耐力劣化の生じない限界振幅ならびに単調載荷時の耐力劣化開始変位が測定されていれば、(3)式によってシフト係数Ψを同定することができる。宇田川らの実験[10][11]から同定したΨの値を表5、図15に示しているが、シフト係数Ψ=0.5から0.8程度の値となる。(3)Manson-Coffin則との対応 低サイクル疲労破壊の場合に用いられる古典的な累積損傷則として、Manson-Coffin則がある。(4)-(6)式、図16において、本稿におけるスケルトン移動型履歴モデルに基づく累積損傷則との比較を行っているが、ある歪振幅、あるサイクル数の範囲内では、シフト係数を例えば0.8程度に設定して歪履歴に適用すれば、式(4)のManson-Coffin則と同等の累積損傷則を表現できるので、この種の低サイクル疲労のシミュレーションにも利用できる。しかしながら、1)Manson-Coffin則の形からは、前項のような破壊の生じない歪振幅は導出することはできないこと、2)本稿で用いているような大局的応答の履歴は、低サイクル疲労亀裂の成長に関連するような局所の歪履歴を反映していないこと、に留意すべきである。(4)その他の簡略化された損傷規範 1)Ψ=0とすると、過去に経験した最大応答変位を超過しない限り、繰返し変形が進行しない。すなわち、最大応答変位と単調変形能力の比較による性能判定になる。2)Ψ=1とすると、ある方向の繰り返し変形に算入されることになり、通常の累積変形と単調変形能力の比較による加藤-秋山型の安全側に簡略化した性能判定になる。4.簡略化応答解析による性能評価例 2.の簡略化応答解析例で算定された回転角履歴に対して、Ψ=1ならびに0.8を用いて算定したスケルトン累積回転角を表6に示しているが、ここで用いた地震応答履歴は繰返し回数が比較的少なかったため、両者に大きな差は認められなかった。5.まとめ 鋼構造ラーメン骨組の崩壊機構数を重要なもののみに低減した降伏多面体モデルを用いて簡略化応答解析を行い、得られた崩壊機構毎の変形履歴を、回転角履歴に変換する手法を示し、6層2スパン骨組の応答解析例によりその適用性を調べた。また得られた変形を評価し、単調変形能力と比較することにより部材耐力劣化に関わる受容判定を簡便に行う手法を示した。

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炭酸含有アパタイト焼結体を高温下で加圧して大きな変形（超）させた場合のひずみ速度とクラック発生の関係を検討した。その結果、加圧力、温度をコントロールして、ひずみ速度を小さくした場合には、クラックの発生が少ない変形体の製作の可能性が示唆された。また変形体の部位によって結晶成長の方向、炭酸含有量の相違が示唆された。

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水素処理法によって得られたα＋β２相型超微細粒Ti-3Al-2.5V合金(結晶粒径約0.5μm)の超を調べ、さらにこの材料を用いて超加工法によるクラウンの試作を行った。その結果、超微細粒Ti-3Al-2.5V合金はある温度領域において極めて優れた超伸び(9000%以上)を示すこと、超加工法によるチタン合金製クラウンの作製は可能であることなどがわかった。

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原子力発電プラント機器は，地震によって大きな荷重を受け、場合によってはひずみが発生する可能性がある。一般に、ひずみは材料の強度を上昇させるが、き裂が存在した場合は破壊靭性を低下させる可能性がある。そこで、本研究ではき裂構造物の破壊荷重の変化を評価した。まず、316ステンレス鋼とSM490鋼を用いて引張特性および破壊靭性のひずみによる変化を調べた。ひずみ量は5%、10%、20%と40%（ステンレス鋼のみ）とした。次に、管表面に存在するき裂の破壊駆動力（J積分値）を有限要素法によって評価した。そして、J積分値と破壊靭性値の関係から破壊荷重を算出した。この結果、き裂構造物の破壊荷重は、ひずみが大きくなると最終的には低下するが、ひずみが10%以下の場合は逆に破壊荷重が大きくなることが明らかとなった。

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豊浦砂および豊浦砂に非シルト分(DLクレイ)を10%、20%、またシルト分(藤森粘土)を10%混入した3種類の合成砂を用いて、非排水中空ねじり試験を行った。その結果、液状化強度は、非シルト分10%、豊浦砂、非シルト分20%、シルト分10%の順となった。非シルト分10%の場合には、豊浦砂の間隙にシルト粒子がつまり不のダイレイタンシーの発生が抑制される効果が、シルト分により砂粒子が分散する負の効果を上回ったために高くなったものと考えられる。しかし、液状化後の剛性回復傾向に関して言えば、豊浦砂、非シルト10%、非シルト20%、シルト10%の順に小さくなり、砂粒子同士の接点がシルト粒子との接点に置き換わることで低下するものと推察された。

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(1) 本實驗は粘土の可を外力による變形度とそれに對する抵抗性を同時に考慮して, この相乗積を可塑數として, これによつて各種粘土の可の大小を比較した。
(2) 實驗方法は練土で瓢型に成形した試驗體を作りこれに引張荷重を加えて, この際の破壞強度と變形度を測定し, 兩者の積で可塑數曲線を作り, これにより可の大小を比較した。
(3) 實驗の範圍内では次の結果を得た。
(i) 可塑數により各種粘土の可を比較出來る。
これは感覺的な可と相當程度一致する。
(ii) 可の大きい粘土は可塑水量が大きい。
(iii) 微粉碎により可を増加することが出來る
(iv) 熟成により一般的に可を大きくすることが出來る。
(v) 可の變化は混合比と直線的に變化しない場合がある。
本實驗の概要は以上に述べたようなものであるが, 更に粒度分析水素イオン濃度, 粒子形等を總合して檢討することが出來れば一層滿足出來る結果が得られると思う。
本研究は學術研究會議國内窯業原料特別委員會の援助を受けた。附記して感謝の意を表する。

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