力学的エネルギー解析に基づく古材および生物劣化材の木材耐久性評価

基于机械能分析的旧材料和生物降解材料的木材耐久性评价

基本信息

批准号：
20H02296
负责人：
山崎真理子
金额：
$ 11.15万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では，木材の耐久性を検討するために，表１に示す実験群（古材・熱処理材（人為的な古材モデル）・生物劣化材・複合劣化材を設定し，以下に示す２種類の研究を行う計画である．（A）力学的耐久性評価：劣化処理剤の疲労試験および衝撃試験とエネルギー解析（木材バルクの耐久性試験）①木材の繊維の引き抜きが起こる曲げ試験（建築物のはり材に作用する負荷様式）と②細胞壁内の空洞を圧縮する部分横圧縮試験（接合部に作用する負荷様式）である．これらについて，下記の研究計画を立てた．・静的試験ならびに疲労試験を実施し，疲労試験より得られたサイクル毎の応力－ひずみ曲線より，剛性・残存ひずみ・ひずみエネルギーの経時変化を解析すること．・両試験から各種劣化によるエネルギー吸収能の低下量を求めること．・これらより，古材化によるエネルギー吸収能の低下を定量評価すること．・残存エネルギー吸収能と合わせて耐久性の評価法を導出すること．・さらに，これに及ぼす生物劣化の影響を明らかにすること．現在，古材に関する予定の実験をほぼ終了し，解析手法を確立するとともに，古材化の定量化を行っている．また，生物劣化（腐朽材）の部分横圧縮試験について，疲労試験を開始しており，今後の研究も順調に遂行できる．（B）劣化／経年使用による力学的変性の機構解明：細胞壁内のセルロースの力学挙動の把握（内部構造の力学応答）：この課題については次の研究段階を予定した．・測定装置の改良と細胞壁2次壁各層の測定方法の確認・古材実験・熱処理実験これまでに，実験を概ね終了し，順調に進んでいる．今後は，古材の実験を充実させ，木材の強度発現機構に及ぼす劣化の影響を解明するとともに，ひずみエネルギーの吸収能に及ぼす影響を調べる．

在这项研究中，为了检查木材的耐用性，我们将建立表1所示的实验组（旧材料，经过热处理材料（一种人造材料模型），生物学降解的材料和复合降级材料，并将进行两种类型的研究，并以下两种类型的研究：（a）机械持久性评估：疲劳测试和能量分析的效果分析（较大的材料）。抽出木材纤维的测试（对建造梁材料作用的装载样式）和2）压力在细胞壁上的腔体施加压力。这是一种部分侧向压缩测试（作用在关节上的负载模式）。为此制定了以下研究计划。 - 进行静态测试和疲劳测试，并根据从疲劳测试中获得的应力 - 应变曲线分析刚度，残留应变和应变能量的变化。 - 找到由于两项测试的各种恶化而导致的能量吸收能力的量降低。 - 通过这些，我们通过使用旧材料来定量评估能量吸收能力的降低。得出一种与残余能量吸收能力结合使用的方法来评估耐用性。进一步阐明生物降解对此的影响。目前，我们几乎已经完成了旧木材上的计划实验，建立了分析方法并量化了旧木材。此外，我们已经开始对生物降解（ROT）的部分侧向压缩测试进行疲劳测试，并且还可以顺利进行未来的研究。（b）由于随着时间的推移阐明性机理的变质/衰老而导致的机械变化：了解细胞壁内纤维素的机械行为（内部结构的动态响应）：此问题将在下一阶段进行研究。 - 改进测量装置的改进和确认细胞壁二级壁的测量方法 - 旧木材和热处理实验的实验 - 到目前为止，旧木材的实验已经完成，并且正在顺利进行。将来，我们将增强旧木材的实验，阐明恶化对木材强度发展机理的影响，并研究菌株吸收的作用。