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-caprolactone) by radiation techniquesDarwis, D.*; 西村 健二*; 三友 宏志*; 吉井 文男
Journal of Applied Polymer Science, 74(7), p.1815 - 1820, 1999/11
被引用回数：16 パーセンタイル：56.42(Polymer Science)生分解性ポリカプロラクトン(PCL)の加工性を改善するため、ペレット状PCLを室温で照射し、分子量、粘弾性、溶融張力を測定し、以下の事実を明らかにした。(1)30kGy程度の低線量照射により分枝構造が導入され、分子量が2倍に増加した。(2)粘弾性測定では、未照PCLは60
Cで溶融切断するのに対し、15kGy照射からゴム弾性域が150Cまで広がり、成形加工温度域が大幅に改善できた。(3)分枝構造の導入により溶融張力も著しく増加した。このような溶融張力の改善から、これまで製造できなかった発泡体が製造できるようになった。
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PNC TJ1603 97-001, 77 Pages, 1997/03
岩盤の1万年以上にも渡る長期の挙動を予測するためには、岩石・岩盤のミクロ構造まで考慮に入れた精度の高い解析が要求される。本研究では、まず、日本全国に分布し、岩盤構造物に広く利用されている花崗岩を用いて既存マイクロクラックの分布状況を観察した。岩盤の長期時間依存性挙動として、一定の荷重条件の下でひずみが増加していくクリープ現象と、一定の変位拘束条件の下で応力が緩和していく応力緩和現象が挙げられるが、ここでは、水浸条件下において応力緩和挙動に注目した室内実験を行った。実験供試体は上述の花崗岩である。この実験では供試体端面の変位を拘束した場合の時間経過に伴う応力変化を計測し、マイクロクラックの変化を観察した。つぎに、岩石の構成粒子レベルの応力緩和挙動を把握するために、花崗岩供試体を多結晶体で粘弾性的物性を有する複合材料と仮定し、均質化法(Homogenization Method)を用いて数値解析を実施した。均質化法とは、微視的には非均質な構造が周期的かつ規則的に配列された物体に対し、その構造を反映した巨視的な材料定数を求め、それを用いた全体解析により得られる巨視的な挙動から微視レベルの「応力分布」を求めることができる数学的な解析手法である。ここでは、上述のマイクロクラック分布の観測データを基に、微視的レベルにおけるユニットセルや界面の形状を定め、界面の粘弾性係数の違いによって、巨視的な変形特性や応力状態、あるいは微視的な応力分布がどのように変化するかについて考察した。さらに、岩質材料がその変形・破壊過程において著しい非線型性と時間依存性を示す場合を考慮すべく、均質化法による弾粘塑性解析の手法を開発した。この手法の妥当性をチェックするために、粘土を想定した弾粘塑性材料および地盤構造物の応力緩和について数値解析を実施した。
明石 浩一*; 根山 敦史*; 西村 和哉*; 田辺 和夫*
PNC TJ1458 96-002, 72 Pages, 1996/02
本研究は、緩衝材の粘弾塑性を考慮した人工バリアシステムの地震応答解析モデル/コードの開発を目的として以下の項目を実施した。(1)平成6年度に引き続き、地震応答解析モデルを開発するうえで、重要な入力パラメータである土質材料の振動時の物性及び挙動に関する調査を行うとともに開発中のコードの機能検証を行うためのデータの調査検討を行った。(2)平成6年度研究委託で得られた成果をもとに、非線形解析機能の追加等の改良・開発検討を行った。(3)人工バリアの振動実験データをもとにモデル/コードの妥当性の評価及び課題の抽出を引き続き行った。
H.J.Penkalla*; 菊地 賢司
日本機械学会論文集,A, 62(593), p.162 - 167, 1996/01
高温クリープ変形領域における材料の粘弾性変形特性を「新粘弾性材料モデル」として理論化した。非弾性歪速度を内部応力を含む応力のべき乗則で表した。内部応力は、背応力(荷重付加による誘起応力でクリープ変形抵抗の保存力)と摩擦応力(変形抵抗の散逸力)より成る。ハステロイXRのクリープ変形特性、降伏応力、ヤング率より、合計7個の材料定数を定めた。内部応力の応力依存性は、内部変数としてクリープ変形曲線より定めたので、材料定数の決定法に再現性がある。また、ORNLモデルで見られるような変形に対するしきい値も存在しない。クリープ、引張、応力緩和、応力急減時の変形挙動を解析した結果、本構成式は時間依存型の変形を精度良く記述できることがわかり、本モデルの有効性が確認された。
明石 浩一*; 根山 敦史*; 中川 浩一*
PNC TJ1458 95-001, 101 Pages, 1995/03
本研究は、緩衝材の粘弾塑性を考慮した人工バリアシステムの地震応答解析モデル/コードの開発を目的として以下の項目を実施した。(1)平成5年度に引き続き、地震応答解析モデルを開発するうえで、重要な入力パラメータである土質材料の振動時の物性及び挙動に関する調査を行うとともに開発中のコードの機能検証を行うためのデータの調査検討を行った。(2)平成5年度研究委託で得られた成果をもとに、等価線形解析機能の追加等の改良・開発検討を行った。(3)人工バリアの振動実験データをもとにモデル/コードの妥当性の評価及び課題の抽出を引き続き行った。
荒井 長利
茨城講演会講演論文集 (日本機械学会,精密工学会共催), p.236 - 238, 1993/09
近年、種々の複合材料の実用化が急がれている。複合材料は熱機械的性質の異方性を意図的に活用するものであるが、機械設計の立場からは発生応力への異方性効果を十分に検討する必要がある。この様な主旨で、従来から実用されている種々の横等方性黒鉛材料のデータベースを利用して、異方性の取扱い法、熱応力及び粘弾性応力の異方性を応力解析により検討した。主な結論は以下の通り。1)熱弾性応力を支配する弾性係数と線膨張係数の異方性は逆の関係にあり、組み合せた異方性効果は単独の場合より減少する。2)照射寸法変化の異方性は線膨張係数の異方性と原理的に同様に扱える。3)照射クリープの異方性パラメータの影響は著しくない。
石原 正博; 伊与久 達夫; 塩沢 周策; 白井 浩史*; 多喜川 昇*
Proc. of the 12th Int. Conf. on Structural Mechanics in Reactor Technology,Vol. C; SMiRT 12, p.167 - 172, 1993/00
HTTRの炉内黒鉛構造物の寿命は、中性子照射による残留ひずみに起因する照射応力により決定される。この照射応力の評価には、炉内黒鉛構造物の温度分布、中性子照射量及びこれらの履歴を考慮する必要があり、計算コードによる解析以外に応力の厳しい箇所を選定することができない。そこで、HTTRの炉心黒鉛構造物の健全性評価のために、応力の厳しいブロックを選定する簡易粘弾性応力解析コードと、選定後に詳細な応力解析を実施する有限要素法による粘弾性応力解析コードを組み合わせ、効率的に黒鉛構造物の健全性が評価できる応力解析コードシステムを確立した。本論文では、この計算コードシステムによるHTTR燃料体の健全性評価結果を示し、HTTRに限らず他のガス炉にも有用であることを論じた。
伊与久 達夫; 石原 正博; 白井 浩史*; 塩沢 周策; 湊 和生
JAERI-M 92-019, 64 Pages, 1992/02
高温工学試験研究炉(HTTR)の炉心黒鉛構造物は、高速中性子照射下で照射寸法変化(照射収縮)を示すとともにHTTRの使用温度域においてクリープ挙動を示す。このため、HTTRの燃料体等の炉心黒鉛構造物の構造設計には、これ等の挙動を考慮した熱・照射応力解析コードVIENUSを用いることとしている。本コードは有限要素法による2次元線形粘弾性応力解析コードで、高速中性子の照射環境下での黒鉛の物性値の変化、熱ひずみ、照射による寸法変化及びクリープ現象を考慮した解析が可能である。本コードの有効性を明らかにするため、第8次OGL-1燃料体の照射試験及びPeach Bottom炉(米国)の燃料体の照射試験結果に基づき検証解析を実施した。本報告は、このコード検証結果についてまとめたものである。
貴家 恒男; 萩原 幸; 小田島 敏浩*; 坂井 英男*; 中倉 敏行*; 升谷 正宏*
JAERI-M 87-048, 29 Pages, 1987/03
熱可塑性のポリアリルエ-テルスルフォン(PES),ポリアリルエ-テル・エ-テル・ケトン(PEEK)をマトリックスとした炭素繊維複合材料を調整し、その電子線照射効果を検討した。PES複合材料は3MGy以上の照射で層間剥離を起こすようになり劣化した。PEEK複合材料は180MGyの照射後も機械特性の劣化が少なく、繊維破断で破壊し、優れた耐放射線を示した。あらかじめ炭素繊維をPESで表面処理したのち複合化したPEEK-PES複合材料はPEEK複合材料より耐放射線性が劣るが、90MGy照射後も初期強度の85%を保持していた。120MGy以上の照射では繊維破断に加えて層間剥離も起こるようになった。PEEK-PES複合材料の動的粘弾性測定から、繊維表面のPESの劣化により繊維~マトリックス界面が損傷を起こし、複合材料を劣化させる事が明かとなった。
宇田川 昂; 貴家 恒男; 萩原 幸; 瀬口 忠男
EIM-86-133, p.43 - 52, 1986/00
宇宙航空用構造材料として広く用途開発が進められている4官能エポキシをマトリックスとする炭素繊維強化複合材料(CFRP)の耐放射線性と照射後のアニーリング特性を検討した。このCFRPは室温で100MGyを超える耐放射線性を有しているが、照射したのちに熱履歴を受けると急激に曲げ強度が低下することを見い出した。さらに、この現象は、すでに潜在するマトリックスの放射線劣化がその二次転移点より低い温度の熱履歴を受けて顕在化することによって起るものであることを、動的粘弾性測定と曲げ破壊面の電子顕微鏡観察の結果から、そのメカニズムに考察を加えた。
吉井 文男; 貴家 恒男; 幕内 恵三; 石垣 功
医科器械学, 56(3), p.102 - 107, 1986/00
プロピレンの単独重合体とエチレン鎖を6%含む共重合体の耐放射線性は、成形条件により大きく異なる。熱溶融ポリマーを-60Cのメタノールや水の中で冷却した試料は、冷プレスで冷却した徐冷試料に比べて著しく耐放射線性が優れていた。特に急冷の効果は単独重合体に顕著に現われた。粘弾性測定から、急冷試料のモルホロジーは、徐冷に比べて結晶部の
分散と非晶部の
分散の分離が不明瞭であり、かつ結晶化度が低かった。一方、との分離のよい試料は耐放射線性が極めて低かった。したがって、放射線滅菌における医療用具としてのポリプロピレンは、結晶部と非晶部の分離が不明瞭な比較的結晶化度の低いものが良好であることが明らかとなった。
貴家 恒男; 萩原 幸; 小田島 敏浩*; 坂井 英男*; 中倉 敏行*; 升谷 正宏*
EIM-85-158, p.53 - 62, 1985/12
ポリエーテルスルホン(PES)、ポリエーテル・エーテルケトン(PEEK)をマトリックスとした炭素繊維強化複合材料(それぞれ、PES-CF、PEEK-CF)の電子線照射効果の検討を行った。PES-CFは3MGy照射までは繊維破断型の破壊をするがそれ以上の線量ではマトリックスの劣化によるデラミネーションによって破壊した。PEEK-CFは繊維表面の処理剤としてPESを用いているにもかかわらず、180MGyの大線量照射されても繊維破断型の破壊様式を示した。PEEK-CFについての動的粘弾性測定の結果などの考察から、大線量照射によってCF~PES~PEEK間に化学結合が生成したために、大線量照射後も機械的特性を保持していると推察した。
新井 英彦; 早川 直宏; 田村 直幸; 栗山 将
J.Polym.Sci.,Polym.Phys.Ed., 15, p.1697 - 1706, 1977/00
室温でロール延伸及び引張り延伸した直鎖ポリエチレン(LPE)の粘弾性、広巾NMRによる分子運動性とX線回折法による構造的知見との関連を明らかにした。ロール延伸及び引張り延伸で延伸比5までは、未処理試料に比して、室温で測定した広巾NMRスペクトルの狭巾成分が小さい。またロール延伸物は-転移域より低温側で2次モーメントが徐々に減少している。このNMRスペクトルの2次モーメントの変化に対応して粘弾性の対数減衰率~温度曲線の-緩和ピークの低温側に未処理あるいは高温延伸した試料に見られないあたらしいShoulderが見られる。以上の結果から冷延伸及びロール延伸試料では分子運動性が強く阻害されている非晶と結晶の中間的領域が存在すると結論した。
渡部 豪; 浅森 浩一; 奥山 哲*; 雑賀 敦; 梅田 浩司*
no journal, ,
日本列島における地殻変動は空間的に一様ではなく、プレートの沈み込みに代表されるプレート間相互作用や、地殻内の物性不均質に支配されている。特に、地質学的時間スケールのような長期に及ぶ地殻変動のシミュレーションを行う場合、地下の温度構造や、最近明らかにされつつある地殻流体の存在に伴う粘弾性不均質を考慮した解析を行い、地殻の非弾性変形を検討することが重要となる。本発表では、上記の地殻流体の存在に焦点を当てた地殻変動のシミュレーションとして、2011年に茨城県・福島県県境で発生した群発地震をターゲットに二次元のシミュレーションを行い、地殻応力場と隆起について再現を試みた。さらに、二つ目の事例として、比較的若い時代に変動が開始したとされる九州南部のせん断帯をターゲットに、三次元のシミュレーションを行い、同領域で生じているせん断ひずみ速度の高い領域の再現を試みた。その結果、流体分布域の周辺において観測された局所的な地殻変動と調和的な傾向がシミュレーションにより定性的に再現された。このことは、地殻内の流体がその周辺の地殻変動に関与していることを示唆する。
渡部 豪; 奥山 哲; 浅森 浩一; 梅田 浩司
no journal, ,
地層処分における地質環境の予測・評価は、過去の自然現象の偏在性や変動傾向に基づき、将来への外挿することが基本となる。しかし、地形・地質学的に推定される過去のイベントや変動パターン等に係る記録は、遡る年代や地域によって識別できる分解能が異なることから、予測結果に伴う不確かさも様々である。ここで、時間スケールごとの変動方向や速度が大きく異なる場合は、単純な外挿による予測には、より大きな不確実性が伴う。また、日本列島は、プレートの沈み込みにより長期にわたって短縮変形を受け続けている。これによる地殻変動は、複雑な地形・地質構造で特徴付けられる我が国の地質環境の根元的な形成・変動要因であると考えられる。そこで本研究では、地質学的データから推定されるひずみ速度分布に基づき、長期間のプレート間相互作用をモデル化し、地球物理学的観測から推定される地殻の粘弾性不均質を考慮した数値シミュレーションに応用することで、長期間の地殻変動を推定する手法を構築する。このうち本報告では、(1)活断層データを用いた地質学的ひずみ速度の推定及び、(2)粘弾性不均質を考慮したシミュレーションについて報告する。
