木材の破壊現象におけるパーコレーションモデルの適用

2012 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22580185
• Research Institution: Shimane University
• Principal Investigator: 中井 毅尚 島根大学, 総合理工学研究科(研究院), 准教授 (90314616)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山本 浩之 名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (50210555)
• Project Period (FY): 2010-04-01 – 2013-03-31
• Keywords: 木材 / 破壊 / パーコレーション

Research Abstract

木材の破壊の第1相を中心とした全3相の統一見解の取りまとめ：ヒノキを供試樹種として、セルロース結晶部分とそれ以外の部分の挙動をs値（（結晶ひずみ）／（マクロひずみ））により明確にし、s値と微小な欠陥部との対応関係を、弾性初期領域に対して提示した。パーコレーションモデル（べき乗則）に加えさらに3種類の2次元パーコレーションモデルの提案：
◎サイト破壊モデルおよびボンド破壊モデルの適用→モンテカルロシミュレーションによる摂動実験を行った。ここでは格子Lotka-Volterraモデルを用い、パーコレーション確率 D = 0 において、系の密度が定常状態を取るとした。時間発展は現状では以下の手順とした。(1) N×Nの二次元正方格子を用意し、1 格子点につき1 種類ずつ等確率で配置した。(2) 各々の反応につき2つのプロセスを行った。(3) 格子点の総数(N×N) 回にステップ(2) を繰り返し、1 モンテカルロステップ(MCS) とした。本研究ではN=1000とした。(4) (3)を2000MCS 繰り返した。なお、格子は周期境界条件を用いた。ボンド破壊モデルにおいてもサイト破壊モデルと同様の手法で解析を行った。
◎平均場近似の適用→Lotka-Volterra方程式の平均場近似による理論的な結果に基づいてサイト破壊モデルおよびボンド破壊モデルの時間発展を行った。
◎上記3モデルの解析結果より、弾性率および強度予測に対するパーコレーションモデルの適合度の確認を行なった。
今回の実験範囲における結論としては、木材の破壊に対するパーコレーションモデルの適用は従来のモデルより特に優れている結果はえられず、木材への適用は熟慮を要すると思われる。

Current Status of Research Progress

Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。