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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．

In this study, the durability of wood is discussed. Table 1 shows the setting of the group (ancient wood, heat treated wood (artificial ancient wood), biological degraded material and composite degraded material). The following is the research plan for the two types. (A) Mechanical durability evaluation: fatigue test and impact test of deterioration treatment agent (durability test of wood) ① Bending test of wood (load formula of building against material) ② Partial transverse compression test of cavity in cell wall (load formula of joint). The following is a summary of the research plan.·The static test and fatigue test are carried out, and the fatigue test is carried out to obtain the strength of each part of the body. Try to reduce the amount of absorption energy by reducing the amount of degradation. A quantitative evaluation of the absorption energy reduction of the ancient materials. This paper derives an evaluation method for the absorption energy and combined durability of residual energy. The impact of biological degradation Now, the determination of the relationship between ancient materials and the quantitative analysis of ancient materials has been completed, and the analytical method has been established. In addition, some transverse compression tests of biological degradation (decayed wood) have been carried out, and fatigue tests have been started. Future research will be carried out in sequence. (B) Deterioration/aging of mechanical properties of the use of different mechanisms: the understanding of the mechanical behavior of the internal structure of the cell wall (mechanical analysis of the internal structure): the subject of the study of the stage to determine.·Improvement of measuring device and confirmation of measuring method for secondary wall layers of cell wall. In the future, the development of ancient wood will be fully realized, and the influence of wood strength development mechanism and deterioration will be explained.