| 研究課題/領域番号 |
01560182
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
林産学
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
祖父江 信夫 名古屋大学, 農学部, 助手 (50023495)
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| 研究分担者 |
佐々木 康寿 名古屋大学, 農学部, 助手 (90154004)
都築 一雄 名古屋大学, 農学部, 助教授 (60023438)
竹村 冨男 名古屋大学, 農学部, 教授 (90014919)
平井 信之 静岡大学, 農学部, 教授 (70023439)
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| 研究期間 (年度) |
1989 – 1990
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| キーワード | 圧電現象 / 木材 / 破壊 / 力学解析 / 負荷様式 |
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| 研究概要 |
木材の静的および動的な破壊過程における圧電効果と破壊機構の解析への圧電現象の適用性について基礎的な検討を行った。
1.準静的な負荷における木材の圧電効果:実大疲労試験機を用い、静的負荷と微小変動荷重を重畳させて準静的な負荷における圧電効果を測定する法を開発した。この方法を用い、圧電効果の異方性、周波数依存性(1Hz〜110Hz)および破壊に至までの負荷応力レベルと圧電効果の関係を検討した。
円盤状試験体によって圧電効果の異方性を調べた結果、従来あまり明瞭には認められなかった繊維方向および繊維直角方向に軸応力が作用する場合においても、圧電効果が観測された。また、圧電効果は、約10Hzを境にして低周波域では急激に低下した。
応力依存性については、平均応力の増加につれて圧電出力はわずかずつ減少し、破壊開始点の付近で顕著な減少を示したのち、終局破壊時に急増を示した。
2.動的負荷による木材の破壊過程における圧電効果の検討:重錘落下や打撃によって、木材に曲げモ-ド、繊維軸に平行なせん断モ-ド、軸応力(繊維軸に平行、半径方向、接線方向、およびLT45度面)モ-ド、および割裂(くさび挿入、および開口)モ-ドによる衝撃荷重を負荷し、破壊過程における圧電効果について検討した。従来から確認されていたせん断および繊維方向軸応力が作用する場合の他に、上記の全ての場合に圧電効果が確認された。衝撃荷重に対しては、木材は普遍的に圧電効果を示すと考えられる。曲げ試験においては、破壊の進展時にストレンゲ-ジでは確認できないような多くの情報を含んだ波形が得られた。今後、木材構造と圧電の発生機構との関係を明らかにする必要がある。
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