10万円，30万円のギフト：ご希望の日本刀の分析に関する説明です

　10万円，30万円のギフトに設定している，「ご希望の日本刀のFEMによる評価」に関する説明となります。

　FEM（Finite Element Method，有限要素法）は，大学や企業の研究開発で利用されているシミュレーションの代表的な手法となります。力を掛けた時の物体の変形や熱や音の伝わり方，電磁場の解析など，幅広い物理現象を解析する事が可能です。今回は，物体に力を掛けた時に生じる変形などを評価する「構造解析」を日本刀の「曲げ変形」に適用します。

　構造解析を行うためには，解析対象となる物体の形状とその物体を構成する材料の定量的な強さのデータが必要となります。現状，特定の日本刀を解析するために必要となるデータは以下の様に設定することになります。

・姿（刀身の長さ，反り，焼きが入っている領域（刃文））　図録や国宝のデータベースの写真などから入手。

・断面の形状　作刀時期や地域などを参考にして，類似すると思われるものを用いる

・鋼の強さ（造り込み含む）　同上

　姿については，ご希望の日本刀を指定いただければ，その形状を再現します。国宝のデータベースや私の手持ちの図録などに掲載されているものならば，そこから写真を取り込みます。もし，こちらの手持ちの図録などにその日本刀が掲載されていない場合は，図録などの資料をご提供いただくことになると思います。提供いただいた資料はお返しします。ただ，書籍中の写真の場合，その写真がページの綴じ目（内側）近くに掲載されている場合は，写真をスキャナで取り込む際にページを強く開く必要があるため，綴じ目に癖が生じる可能性があります。ご了承下さい。スキャナではなく，写真で撮影する方法もありますので，詳細はご相談させて下さい。なお，展示されている日本刀を撮影した写真では，おそらく刀身に正対して撮影できていないため，形状を正しく再現できないと思われますので，ご注意下さい。

　直接データを入手できない断面と鋼の強さについては，以下の様に推定することになります。

・断面の形状　文献に掲載されている類似すると思われる断面を用います。日本刀に対して科学的な分析が行われた文献の中には，断面に対して硬さ試験や金属組織の観察を実施した結果などが報告されています（今回のプロジェクト概要の硬さ試験の結果のようなもの）。これらの断面の中から，作刀時期や地域なども考慮して，近いと思われるものを用います。こちらで幾つか候補を用意しますので，その中から選んでいただくことを考えていますが，ご指定の形状があれば写真やイラストなどを提供いただければ，それを用いることも可能です。

・鋼の強さ　現状，私が評価済みの鋼の強さ（引張特性）は1．皮鉄（外側）は高炭素，心鉄（内側）は中炭素，2．皮鉄は高炭素，心鉄はほぼ鉄（炭素をほぼ含まない）の2パターンの日本刀から採取した評価結果です。1は現代刀と時代は不明のも1振りずつ，2も作刀時期は不明なもの1振りです。また，硬さ試験と金属組織の観察も実施済みです。この中から，作刀時期などを考慮しながら，補正したデータを用いることになります。同じたたら製鉄で作られた鉄だとしても，現在の鉄と昔の鉄は異なっている，と言うことがよく指摘されています。ただ，鉄であることには変わりなく，鉄の強さを決定付ける金属組織も基本構造は共通です。そのため，同程度の炭素量で同じ金属組織の種類ならば，強さが大きく変化することはおそらく無いだろうと考えています。この仮定をふまえて，以下の様に補正します。

　補正する際は，過去の研究成果などを参考にしますが，残念ながら引張特性の評価結果はおそらく存在しません。しかし，硬さ試験と金属組織の観察結果は豊富にあるため，これらの結果を参考にして補正を行います。硬さ試験の結果は引張試験の強さにある程度相関があるため，私の硬さ試験結果より硬さが大きければ硬め，硬さが小さければ軟らかめの値を用います。一方で，変形については硬さ試験で評価することはできませんが，硬くなると変形しにくくなる傾向がありますので，同様に引張試験結果の結果を補正します。この際，引張特性は金属組織の影響を受けますので，できるだけ同じ種類や大きさの金属組織を評価した結果を用います。金属組織が大きくなると，変形しにくくなりますので，このような点も補正する際に考慮します。