Effect of Deflection Rate on the Microscopic Compression Creases and the Mechanical Properties of Wood

This study deals with the mechanical behaviour in bending and the anatomical changes under several deflection rates. Sugi (Cryptomeria japonica D. Don) wood was used in the test, and the four-point bending method was adopted. The sizes and dimensions of test specimen were 2cm(R)×2cm(T)×32cm(L). Microscopic observations were carried out with the filmy replica method and the SEM (Scanning electron microscopy). The mechanical properties of wood are affected by variation of the deflection rate. The MOE, modulus of elasticity, and the value ofσ_p/MOR, proportional limit by modulus of rupture, increased linearly with logarithm of deflection rate. With increasing deflection rate, the microscopic failures in tracheids after ultimate decreased. In water-saturated wood, more microscopic compression creases observed than air-dried wood. It is believed that the variation of mechanical properties due to deflection rates are closely related to the variation of microscopic compression creases of wood.破壊までの静的応力を受けた木材の組織上の変化, 特にたわみ速さ変化に対する組織変化を調べるために, 試験片に異なるたわみ速さで荷重を加えて, 各たわみ速さ条件で荷重を受けているときと, 破壊後に認められる試験片表面の変化を調べた. すなわち, 荷重を受けているときには試験片の圧縮面と引張面の表面からのアセチルセルロースフィルムのレプリカを使って, 破壊後には実材による木材細胞壁の変化を観察し, たわみ速さの影響を検討した. また, 気乾材と飽水材を区別して, たわみ速さ変化で木材細胞壁に生じたmicroscopicな破壊程度の変異と, 木材の力学的挙動の関係について検討を行い, 次の結果を得た. 木材の力学的性質は, 含水率が低いほど, またたわみ速さが速いほど向上した. たわみ速さ変化による組織変化の程度に, 差が認められた. また, 破壊までの荷重に対して, 全体的に気乾材より飽水材表面に組織変化が多かった. 気乾材の場合, 比例限の曲げ荷重に対して, たわみ速さの変化による細胞壁内のシワの発生が認められた. すなわち, たわみ速さが遅いときにはわずかながらシワの発生が認められたが, 速いたわみ速さではシワの発生はほとんど認められなかった. 破壊までの荷重を受けた場合, 気乾材と飽水材ともに, たわみ速さ変化による組織変化の程度に差が認められた. すなわち, 速い荷重を受けた試験片表面では, 遅い荷重を受けた試験片よりもシワの発生が少なかった. このことから, たわみ速さ変化による弾性率の変化には, 木材細胞壁の損傷をも考慮する必要性を認めた