繰返し曲げに伴う有節材の熱画像変化

Abstract

木材梁に割れや切欠きなどが存在するとき, 曲げ負荷を受けるとその部分において応力が集中する。節そのものは応力集中部ではないが, 節内部あるいは節周辺部に割れが既に生じているあるいは負荷により生じる場合が多く, その割れの先端に応力集中が生じる。応力集中部の応力－ひずみ曲線は繰返し負荷に対してヒステリシス・ループを措き, ループで囲まれるロス・エネルギにより局部発熱が生じる。発熱が小さい場合は, 繰返し回数を増すことにより発熱量を増すことができ, 熱画像装置を用いて発熱部, すなわち応力集中部を検出することができる。また圧縮塑性変形において大きな発熱の生じることを観察した。この方法を応用して欠陥部の検出あるいは非破壊グレーディングを行う具体的方法については今後さらに詳細な検討が必要である。

Lumber in bending including a crack or a notch has a stress concentration at the crack tip or the notch corner. A knot itself is not a portion of stress concentration. But a crack often exists at a knot or around a knot, and/or a crack grows by loading. At the crack tip stress concentrates and the stress-strain relationship shows a hysteresis loop. Heat is generated according to the loss energy of the hysteresis loop. The amount of the generated heat can be increased by repetition of loading. The location of the heat generating portion can be detected by using a thermal image equipment (infrared thermodetector). If the rise of the temperature is too small to detect, increase of repetition number of loading will give clear image. High temperature rise caused by the large hysteresis energy loss was observed at the plastic deformation in compression. To apply this thermal image method to practical use for non-destructive evaluation or grading, more precise investigation and improvement will be required.