1989 Fiscal Year Annual Research Report
圧電現象を利用した木材の破壊機構の解析法の開発に関する基礎研究
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01560182
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
祖父江 信夫 名古屋大学, 農学部, 助手 (50023495)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐々木 康寿 名古屋大学, 農学部, 助手 (90154004)
都築 一雄 名古屋大学, 農学部, 助教授 (60023438)
竹村 冨男 名古屋大学, 農学部, 教授 (90014919)
平井 信之 静岡大学, 農学部, 教授 (70023439)
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| Keywords | 圧電現象 / 木材 / 破壊 / 力学解析 / 負荷様式 |
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| Research Abstract |
本年度はランプロ-ドおよび動的負荷による各種応力下での破壊試験を行い、木材の破壊と圧電気の発生の関係について検討した。
1.圧電気を検出する電荷アンプを製作し、破壊試験に適用可能な測定系を検討した。製作した電荷アンプでは、ランプロ-ドによる圧電気を安定して検出することができなかった。今後の改良を必要とする
2.動的負荷によって、曲げ、せん断、割裂、圧縮応力による破壊試験を行った。動的負荷による軸応力(繊維軸方向)の作用によって圧電気が発生することは従来から知られていたが、新たに曲げ応力および割裂(繊維方向に沿った開口破壊)によっても圧電気の発生が認められた。
3.圧縮応力においては繊維方向、半径方向、接線方向いずれの方向でも圧電気が検出された。軸応力に対して圧電気が発生する要因として、従来、年輪界における構造の不均一性が挙げられていたが、年輪の無い南洋材においても圧電気が検出されたことより、従来の説が軸応力による圧電気の発生の主たる要因とはならないことが明らかとなった。
4.曲げモ-ドによる破壊では、試験体の破断の開始点以降で顕著な圧電気が検出され、ひずみゲ-ジでは検出できない破断の進行に対応した電気信号が得られた。
5.せん断モ-ドによる破壊では、せん断力の符号に対応して圧電気の極性が変化し、従来の圧電の発生機構に関する知見と一致した。
6.従来、木材の圧電気の発生機構として分子鎖に平行なせん断力が作用するとき垂直方向に電荷が現れるモ-ドが考えられていたが、動的負荷の下ではせん断モ-ド以外の応力でも圧電気の発生が確認された。後者の圧電気の発生機構については今後検討を要する課題である。
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