Study for structural utilization of Birch with FEM and DIC

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K15569
• Research Institution: Hokkaido Research Organization
• Principal Investigator: 村上 了 地方独立行政法人北海道立総合研究機構, 森林研究本部 林産試験場, 研究主任 (40718582)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 有限要素解析 / シラカンバ / ダケカンバ

Outline of Annual Research Achievements

本年は集成材の最外層厚み、外層の樹種（シラカンバ、ダケカンバ、ベイマツ）、内層の樹種（スプルース、スギ、トドマツ）をパラメータに、有限要素解析を行い、集成材の曲げ強度、剛性を求めた。

5層の集成材の最外層,内層の弾性定数を変えて４点曲げのシミュレーションを行い、集成材としての曲げ剛性、降伏強度を確認した。シミュレーションに入力した弾性定数は文献値から参照し入力した。外層の樹種の差により曲げ剛性、降伏耐力において違いが顕著に見られた。ベイマツ、スプルースに関しても解析を行い、同様の結果を得た。
外層にカンバを用いて、外層の厚み（20、10、5 mm）を変化させた時の曲げ剛性、降伏強度を確認した。外層の厚みが薄くなるに従い、材せいも100mm→80mm→70mmと小さくした。シミュレーションはJASの試験法に準じているため、材せいの変化に伴い加力スパンを変化させた。外層厚みを5mmにした場合、目標の変位（梁せいの1/2） 前、最外層の下部のラミナが降伏点（破断）に達して解析が終了した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

１）シラカンバ、ダケカンバの基礎的な物性値を計測することを目的として原木を入手し、製材後所定の乾燥を終え、試験体の作成を開始した。
２）有限要素解析により、シラカンバ、ダケカンバを外層に配置した集成材の曲げ性能を把握できた。
３）シラカンバ、ダケカンバを外層に配置した集成材を作成することを目的として、原木を入手し、製材後所定の乾燥を開始した。

Strategy for Future Research Activity

１）シラカンバ、ダケカンバのJISZ2101に基づき、無欠点小試験体を用いた繊維方向の引張、圧縮ヤング率、半径方向の引張、圧縮ヤング率等を測定する。
３）シラカンバ、ダケカンバを外層に配置した集成材を作成し、４点曲げ試験を行い曲げ性能を把握する。

Causes of Carryover

国内の学会の旅費として計上していた予算が、リモートによる学会となったため不要となった。2022年度に別途、横浜で行われる「画像センシング展2022」（6/8-10）への参加費用にあてたい。