2021 Fiscal Year Annual Research Report
Preservation of fruit tree branch under various mechanical stress including snow load
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18KT0058
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| Research Institution | Hirosaki University |
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Principal Investigator |
藤崎 和弘 弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (90435678)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
横田 秀夫 国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究センター, チームリーダー (00261206)
伊藤 大雄 弘前大学, 農学生命科学部, 教授 (00333716)
森 洋 弘前大学, 農学生命科学部, 教授 (20631493)
森谷 慈宙 弘前大学, 農学生命科学部, 准教授 (30539870)
田中 紀充 弘前大学, 農学生命科学部, 助教 (40559259)
石田 祐宣 弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (60292140)
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| Project Period (FY) |
2018-07-18 – 2022-03-31
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| Keywords | 負荷計測 / 果樹栽培 / 雪害 / 農工連携 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、果樹が環境から受ける力学負荷の解析と、折損被害予測、実環境下で樹の変形を長期測定するための計測システムの開発を行う。また、果樹の枝折れ被害が多く発生する融雪期の負荷形態を調査するため、「雪の様態変化」を雪自体の観測のみならず、埋雪下にある樹木枝の経時変形計測と幹枝の力学解析を利用することで、逆解析的な観点に基づいて明らかにする。
本期間においては、①果実栽培における参考情報とするため、枝に作用する様々な環境負荷を想定した荷重分布形態に基づき、枝折れの危険性を評価した。それぞれの荷重分布の大きさや枝の曲がり具合といった形状をパラメータとし、曲げ変形による損傷が起きる限界の果実量を示した。②枝の変形解析プログラムを拡張し、果実重量や雪負荷から樹枝を守るために行われる枝吊りを施した際の負荷軽減効果の確認と最適吊り位置の探索を行った。③解析に必要な枝の力学特性を得るため、おもり吊り下げによる簡易的な実験方法を提案し、屋外環境にある果樹に対して本解析を適用するための実用的な手法を確立した。④果樹や支持構造にひずみゲージを貼付した状態で長期計測を行い、風圧をはじめとする環境負荷によるひずみの発生やその長期変動を明らかにした。⑤枝のひずみ計測結果に基づいて得られた様々な荷重分布の知見から埋雪時負荷の作用形態を推定し、解析プログラムの荷重条件設定の自由度を高めることで、複雑な負荷形態に対応した変形解析を実現した。
以上、実際の果樹枝を利用した実験と実形状モデリングに基づいた力学解析を行い、樹枝に作用する果実負荷と適切な支持方法、積雪負荷の作用形態を明らかにした。本結果を学会等にて報告したところ、解析に用いたプログラムの有用性が認められた。現在、樹枝のみならず細長い柔軟構造物の力学特性評価に本解析手法を応用するための研究が展開している。
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