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様々な欠陥を持つ木材・木質材料の変形と強度特性を包括的に予測可能な評価法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 20K06165
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分40020:木質科学関連
研究機関島根大学

研究代表者

吉原 浩  島根大学, 学術研究院環境システム科学系, 教授 (30210751)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード木材 / 木質材料 / 変形特性 / 強度特性 / 欠陥 / 力学的特性 / 実験的評価 / 評価法
研究開始時の研究の概要

本研究の目的は,無欠点材料から様々な性状の欠陥が含まれる材料の変形および強度特性を包括的に予測できる木材および木質材料独自の新しい評価法を確立することである。この目的を達成するために,以下の①から③について明らかにする。
① 木材および木質材料の変形および強度特性の評価における従来の力学理論の適用性
② 木材および木質材料に様々な大きさ,形状の欠陥が様々な位置に含まれた際の変形および強度特性(異方性や木質材料を構成する材料の影響など)
③ 木材および木質材料が,実際の構造物で想定される複合応力状態に置かれた場合の変形および強度特性

研究成果の概要

木材や木質材料を構造物に使用する際,その変形および強度特性は材料に含まれる欠陥の大きさ,形状および欠陥の位置などの性状に大きく支配される。しかし,こうした欠陥の影響についてはいまだに十分に解明されているとは言えず,欠陥を有する材料の変形および強度特性の統一的な評価法は確立していない。そこで本研究では,無欠点材料から様々な性状の欠陥が含まれる材料の変形および強度特性を包括的に予測できる木材および木質材料独自の評価方法の確立を目指し,試験体の様々な位置に様々な大きさの欠陥(円孔)を導入して数種の力学的特性の評価試験を実施した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年,大型の建築物に木材や木質材料を使用することが増えてきている。構造物の性能規定化によって木材や木質材料への要求性能が明確になり,より厳しい目を向けられるようになってきた。特に,木材や木質材料の強度特性には材料に含まれる欠陥の大きさ,形状および欠陥の位置などの多様な性状が影響する。したがって,木材や木質材料に含まれる欠陥がその変形や強度特性に影響を及ぼすメカニズムを包括的に説明し得る理論を解明することで,上述した建築構造物の安全性の評価が可能になるというきわめて重要な課題である。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 14件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] 板紙の座屈試験と座屈荷重の評価方法の検討2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshihara Hiroshi、Yoshinobu Masahiro、Maruta Makoto
    • 雑誌名

      木材学会誌

      巻: 68 号: 4 ページ: 165-171

    • DOI

      10.2488/jwrs.68.165

    • ISSN
      0021-4795, 1880-7577
    • 年月日
      2022-10-25
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ねじり振動試験から得られた板紙のせん断弾性係数の評価2022

    • 著者名/発表者名
      YOSHIHARA Hiroshi、YOSHINOBU Masahiro、MARUTA Makoto
    • 雑誌名

      材料

      巻: 71 号: 7 ページ: 585-590

    • DOI

      10.2472/jsms.71.585

    • ISSN
      0514-5163, 1880-7488
    • 年月日
      2022-07-15
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 円孔を有する試験体のねじり振動試験によるシトカスプルースのせん断弾性係数の評価2022

    • 著者名/発表者名
      YOSHIHARA Hiroshi、MARUTA Makoto
    • 雑誌名

      材料

      巻: 71 号: 5 ページ: 467-470

    • DOI

      10.2472/jsms.71.467

    • ISSN
      0514-5163, 1880-7488
    • 年月日
      2022-05-15
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Torsional Vibration Tests of Extruded Polystyrene with Improved Accuracy in Determining the Shear Modulus2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshihara Hiroshi、Wakahara Momoka、Yoshinobu Masahiro、Maruta Makoto
    • 雑誌名

      Polymers

      巻: 14 号: 6 ページ: 1148-1148

    • DOI

      10.3390/polym14061148

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Determination of the resistance curve of solid wood by measuring two load?deflection compliances in the double cantilever beam and three-point end-notched flexure tests2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshihara Hiroshi、Maruta Makoto
    • 雑誌名

      Engineering Fracture Mechanics

      巻: 276 ページ: 108876-108876

    • DOI

      10.1016/j.engfracmech.2022.108876

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bending stiffness and moment capacity of cardboard obtained from three-point and elastica bending tests2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshihara Hiroshi、Yoshinobu Masahiro、Maruta Makoto
    • 雑誌名

      Nordic Pulp & Paper Research Journal

      巻: 38 号: 1 ページ: 73-85

    • DOI

      10.1515/npprj-2022-0087

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 円孔を有する試験体のねじり振動試験によるシトカスプルースのせん断弾性係数の評価2022

    • 著者名/発表者名
      吉原 浩,丸田 誠
    • 雑誌名

      材料

      巻: 71

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ねじり振動試験から得られた板紙のせん断弾性係数の評価2022

    • 著者名/発表者名
      吉原 浩,吉延匡弘,丸田 誠
    • 雑誌名

      材料

      巻: 71

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 板紙の座屈試験と座屈荷重の評価方法の検討2022

    • 著者名/発表者名
      吉原 浩,吉延匡弘,丸田 誠
    • 雑誌名

      木材学会誌

      巻: 68

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mode II critical stress intensity factor of solid wood obtained from the asymmetric four-point bend fracture test using groove-free and side-grooved samples2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshihara Hiroshi、Maruta Makoto
    • 雑誌名

      Engineering Fracture Mechanics

      巻: 258 ページ: 108043-108043

    • DOI

      10.1016/j.engfracmech.2021.108043

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 逆対称4点曲げ試験による木材の木口面のせん断強さの評価2021

    • 著者名/発表者名
      吉原 浩,吉延匡弘,丸田 誠
    • 雑誌名

      木材工業

      巻: 75 ページ: 296-300

    • NAID

      40022665337

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Determining the Young’s modulus of solid wood by considering the fundamental frequency under the free-free flexural vibration mode2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshihara Hiroshi、Maruta Makoto
    • 雑誌名

      Wood Science and Technology

      巻: 55 号: 4 ページ: 919-936

    • DOI

      10.1007/s00226-021-01306-5

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Critical load for buckling of solid wood elements with a high slenderness ratio determined based on elastica theory2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshihara Hiroshi、Maruta Makoto
    • 雑誌名

      Holzforschung

      巻: 76 号: 2 ページ: 179-187

    • DOI

      10.1515/hf-2021-0108

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 4種の試験方法から得られた板紙のヤング率の比較2021

    • 著者名/発表者名
      吉原 浩,吉延匡弘,丸田 誠
    • 雑誌名

      木材学会誌

      巻: 67

    • NAID

      130008111215

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] プラズマ放電処理による表面改質和紙の水分収着特性2022

    • 著者名/発表者名
      吉延匡弘,平岡凜太郎,吉原 浩
    • 学会等名
      2022年度日本木材学会中国・四国支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 両端自由ねじり振動試験による板紙のせん断弾性係数の測定2021

    • 著者名/発表者名
      吉原 浩,吉延匡弘,丸田 誠
    • 学会等名
      2021年度日本木材学会中国・四国支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ラッカセイ外殻の繊維化2021

    • 著者名/発表者名
      吉延匡弘,楠田翔大,吉原 浩
    • 学会等名
      2021年度日本木材学会中国・四国支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 非対称4点曲げ試験による木材の木口面のせん断強さの評価2020

    • 著者名/発表者名
      吉原 浩,吉延匡弘
    • 学会等名
      2020年中国・四国地域木材関連学協会支部合同セミナー
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 高純度パルプのグラフト共重合反応性におよぼす繊維サイズの影響2020

    • 著者名/発表者名
      持田一成,吉延匡弘,吉原 浩
    • 学会等名
      2020年中国・四国地域木材関連学協会支部合同セミナー
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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