サーモグラフィを用いた国産木材の節周りのひずみ測定の可視化に関する研究

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22H04223
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: 2160:Civil engineering, architecture, building engineering, aerospace engineering, marine and maritime engineering, social systems engineering, safety engineering, disaster prevention engineering, and related fields
• Research Institution: Ishikawa National College of Technology
• Principal Investigator: Miyada Katsura 石川工業高等専門学校, 技術教育支援センター, 技術専門職員
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 木材 / ひずみ / サーモグラフィ

Outline of Final Research Achievements

本研究は、住宅等の構造用製材となる国産木材の有節材において、節が多く見た目が悪い、または構造材として使用に適さないと判断され利用されない製材について、有効活用するための基礎データの収集を行った。木材は人工的材料とは異なり不均質な材料であり、樹種によってもその差異が存在する。そのため、サーモグラフィを使用し、節周りの局所的なひずみを可視化した。
試験体は、能登アテとし、科学的根拠はなく現場技術者の経験に基づいて建材として使用可能か否かの2種類を判断してもらい比較を行った。データは縦圧縮試験でひずみゲージを貼付け、サーモグラフィの撮影は20ｋN毎、最大荷重後は10秒ごとに取得した。

Free Research Field

工学Ⅲ(土木・建築工学系)

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

実験した全ての試験体において、負荷開始初期は実験前温度との変化は見られないが、最大荷重の約2/3を超えたあたりから局部温度上昇が発生した。局部温度上昇位置には割れが発生し、特に節周りや節と節をつなぐ間に現れる傾向が見られた。最大荷重後の温度変化において最大温度の直前10～20秒あたりから急激な温度上昇が見られた。節周りに貼り付けたひずみの変化量が少ない場合は温度変化量も少なく、最大荷重後の変化量も少ない傾向が見られた。これらから、目視では確認ができなかった破断モード店の早期発見が可能になり、せん断が走る位置の推察の実用化が期待できる。