衝撃負荷をうける木材の破壊性状と破壊力学の適用

冲击载荷下木材的断裂特性及断裂力学应用

• 批准号: 62560165
• 负责人: 太田 正光
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1987
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1987 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-62560165/
• 关键词: 衝撃まげ破壊; 目切れ; スリット状欠陥; クラック伝播

木材が衝撃負荷を受ける場合, 強度低下の重大な因子であると考えられるものに目切れとクラック状の欠陥があげられる. 本研究ではこれら欠点による木材の衝撃性能の低下を, 静的曲げ試験の結果と比較することにより, 実験的に明確にするとともに, 理論的に解明することを目的とした. 中心となる実験ではスプルースを用いてJIS衝撃曲げ試験と同寸法で, 柾目面打撃として, LT面で繊維走向を5°おきに30°まで変化させた. 打撃面の反対側外縁にスリットを入れたものも同時に試験した. その結果, 衝撃曲げの方が静的曲げよりも目切れの影響を大きく受けることが確認された. また, スリットを有する場合, 静的負荷ではスリット先端から進行するクラックは繊維に沿って進行するが, 衝撃の場合には繊維走向からのずれが目立った. これらの現象を理論的に解釈するために差分法によるシミュレーションを行なった. ただし, 繊維傾斜やスリットを導入することは技術的に困難であったので, 等方無欠点材での応力解析結果からの推論にとどまる. 衝撃の場合, 最初打撃部分に大きなひずみが遍在し, それが弾性波としてはりの全体に伝播していく. したがって打撃部分に目切れやき裂などの欠点が存在すると静的負荷に較べて, より大きな影響が生じることが考えられ, 実験結果とよく符合した. またスイートスポットをはずすと, 野球のバットなどが折れやすいこともこれらのことから予想された. スリットを入れたものについては, 破壊力学からのアプローチとして破壊靭性値KICを算出したが, 解釈は今後の検討事項である. 木材の組織構造が衝撃性能に及ぼす影響を明確に見る目的で, スギ材を用いて柾目面打撃と板目面打撃の比較を行なった. 衝撃曲げ強さは大差なかったが, 吸収エネルギは板目面打撃のものの方が大きかった. これはクラック進行過程で早晩材境界で剥離が生じ, クラック停止機能を発揮するからであると解釈された.

When the wood is subjected to impact load, the strength of the wood is reduced by a significant factor. This study is aimed at clarifying the impact properties of wood in terms of theoretical analysis and comparison of the results of static tests. The center of the plane is 5° to 30 ° and the center of the plane is 5° to 30°. The attack was carried out on the ground floor of the building. As a result, the impact of the static side of the curve, the impact of the eye, the impact of the impact. In the event of a static load, the direction of the impact is reversed. The theory of the phenomenon is based on the differential method. The difficulty of introducing the new technology is that there is no difference between the results of force analysis and the results of force analysis. In the case of impact, the initial part of the impact is large and the impact is widespread, and the initial wave is large and the impact is widespread. The impact of the impact of the The game is a game where the game is played. In addition, the calculation of KIC for fracture mechanics and fracture toughness is carried out to solve the problem of future investigation. The structure of wood impact properties and the effect of wood impact properties are clearly defined. The impact curve is strong, the difference is large, the absorption is large, the impact is large, the impact is large. In the process, the early stage of the material separation is generated, and the stop function is released.

项目成果

太田正光: 木材学会誌. 34. (1988)

太田正光：日本木材学会杂志 34。（1988）