2022 Fiscal Year Annual Research Report
Study for structural utilization of Birch with FEM and DIC
| 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 | シラカンバ / ダケカンバ / 画像相関法 / 有限要素法 / 集成材 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
1) シラカンバ、ダケカンバそれぞれ5個体からJISに準じて繊維、半径方向の引張試験体、圧縮試験体及び半径方向の引張試験体、圧縮試験体を作成し試験を行った。試験にあたり歪は画像相関法にて測定した。シラカンバ（0.58g/cm^3）、ダケカンバ（0.70g/cm^3）の試験体の密度はマカバ（0.67g/cm^3）の文献値と比較すると、シラカンバは低く、ダケカンバは若干高かったため、各種物性値は同様の傾向を示した。
2) 1)で求めた物性値を入力して異なる３樹種（カラマツ、シラカンバ、ダケカンバ）を外層に配置した集成材（５層の内層３枚：トドマツ、断面90×90 mm）の曲げ性能を有限要素解析によるシミュレーション（JASに準じた４点曲げ試験：上側支点間360 mm、下部支点間1620 mm）により調べた。引張を受ける層の応力-ひずみ関係は降伏後破断するモデルを、圧縮を受ける層は弾塑性モデルを選択した。シミュレーションの結果、シラカンバ、ダケカンバはカラマツに比べ、塑性において優れることを確認した。
3) カラマツ、シラカンバ、ダケカンバを外層に配置した集成材をそれぞれ作成し、４点曲げ試験を行った上でそれぞれの曲げヤング率、強度を確認した。シミュレーション結果と実験結果とを比較し、シミュレーションの妥当性を確認した。シミュレーション結果は実験結果に対し、剛性ではわずかに高く、強度において低かったが、シミュレーション上においてより現実に則した加力方法、物性値を入力することで補正できると考えられた。
|
