打撃音による徳島杉丸太の動的ヤング係数測定(動画あり)

2011年 9月22日 木曜日

木材の強さの指標であるヤング係数
今回、国産材2x4部材開発の一環で、徳島県立農林水産総合技術支援センター 森林林業研究所の協力を得て、徳島杉丸太のヤング係数を測定しました。

ヤング係数は、曲げ試験などによる静的な測定が精度が高いのですが、今回は丸太で、検体が大きいため曲げ試験が難しく、簡易な方法である動的試験を行いました。

丸太を空中に浮かした状態で、断面をハンマーで叩き、その音の周波数を測定します【縦振動法】。
一般的に周波数が高いほど強い材、ということになるそうです。
(※耳で聴いての判断は難しいそうで、耳で聴いて高い音だから強い材、ということは一概に言えないようです。)

不思議なことに、ハンマーで叩く力の強弱・叩く場所にかかわらず、一定の数値が得られます。
また、測定器側で拾う周波数を設定してあるため、周囲の雑音にはほとんど影響されないようです。
2回計測し、同じ値なのを確認して記録していきます。

動的ヤング係数の測定【縦振動法】

1)クレーンに重量計を取り付け、丸太の重さを量ります。

81kg。

2)丸太の長さを測ります。

3)丸太の太さ(円周)を測ります。※両端と中央の計3ヶ所を測定し、平均値を出します。

1の重量と、2,3から求めた体積から、密度(単位体積あたりの質量)を割り出し、
密度・材長・周波数から、動的ヤング係数が求められます。

動的ヤング係数についてはこちらもご参考下さい。
» 徳島杉の強度(下)~品質管理の事例

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今回は、これら動的ヤング係数測定を行った丸太を使って、最終的に徳島杉による2x4材の製造までシミュレーションします。

丸太にはそれぞれ番号をふっており、これから行う製材~乾燥~部材加工まで、どの丸太から作られたかトレースできるようにしています。

製材後、部材加工後にもヤング係数の測定を行う予定です。

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