초록 ▼

목재는 자연재료로서 내부에 여러 가지 결점들이 포함되어 있으며 이로 인하여 강도의 손실이 초래된다. 이러한 내부 결점들을 외형상의 관찰에 의하여발견하기는 매우 어려우며 또한 그로 인한 강도의 손실 정도가 얼마나 되는지 명확하게 평가하기가 어렵기 때문에 육안에 의한 등급 구분에는 많은 문제가 따르게 된다. 목재의 내부 결점은 생장단계에서부터 생기는 경우도 있고 또는 가공단계에서의 잘못으로 인하여 발생하는 경우도 있다. 목재 내부에 존재하는 결점들이 목재의 강도에 미치는 영향을 평가하는 도구로서 목재의 비파괴시험이 근

목재는 자연재료로서 내부에 여러 가지 결점들이 포함되어 있으며 이로 인하여 강도의 손실이 초래된다. 이러한 내부 결점들을 외형상의 관찰에 의하여발견하기는 매우 어려우며 또한 그로 인한 강도의 손실 정도가 얼마나 되는지 명확하게 평가하기가 어렵기 때문에 육안에 의한 등급 구분에는 많은 문제가 따르게 된다. 목재의 내부 결점은 생장단계에서부터 생기는 경우도 있고 또는 가공단계에서의 잘못으로 인하여 발생하는 경우도 있다. 목재 내부에 존재하는 결점들이 목재의 강도에 미치는 영향을 평가하는 도구로서 목재의 비파괴시험이 근래 들어 활발한 연구의 대상이 되고 있다. 목재의비파괴평가는 목재의 등급구분과 목구조물의 안전점검에 매우 유용한 수단으로 인정받고 있다. 이 연구에서는 목재의 여러 가지 물리적 또는 해부적 성질들이 비파괴시험에 미치는영향을 평가하고 목재 구조용재의 실대재에 대한 비파괴시험을 통하여 국산수종에 대한 비파괴시험 적용 가능성을 확인하고자 하였다.1차년도에는 목재의 비파괴시험을 위한 기본 자료를 주로 수집하였으며 목재의 함수율과 경사목리가 목재의 초음파 전달에 미치는 영향과 목재의 강도에 미치는 영향을 평가하였다. 또한 목재에 적용할 수 있는 여러 가지 비파괴시험 장치를 만들고 이에 대한 예비시험을 실시하여 그 성능을 확인하였다. 목재의 함수율은 그 자체만으로는 목재의 초음파전달속도에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 조사되었다. 목재의 초음파 전달속도와 강도는함수율의 증가에 따라서 감소하다가 섬유포화점 부근의 함수율 이상에서는 거의 변화를 보이지 않았다. 목재의 경사목리는 초음파 전달속도와 강도에 매우 큰 영향을 나타내었으며목리경사가 증가할수록 초음파 전달속도 및 강도는 거의 직선적으로 감소하였다.2차년도에는 실대재에 대하여 1차년도에 개발된 여러 가지 비파괴시험 장치 적용하여비파괴시험 인자들 사이의 관계를 규명하고 파괴시험과 비파괴시험 사이의 관계를 파악하였다. 적용된 비파괴시험 방법에는 응력파(2센서 및 1센서 측정법), 초음파, 횡진동(하중측정및 변형측정), 작은 하중하에서의 변형 측정 등이 포함되었다. 비파괴시험을 실시한 시험편들에 대하여는 실대재에 대한 1/3점 하중방식의 실대재 휨시험을 실시하여 비파괴시험 결과와 비교 분석하였다. 시험 결과 비파괴시험 인자들과 파괴인자들 사이에는 매우 높은상관관계가 있음이 증명되었다. 따라서 국산재에 대하여 비파괴시험의 적용이 가능하며이를 통하여 목재자원의 효율적인 활용과 구조용재의 안전성 확보 등을 이룰 수 있을 것으로 기대된다.2차년도에는 원목에 대한 비파괴시험과 목재 결합부의 경계조건이 비파괴시험에 미치는 영향도 평가하였다. 원목에 대한 비파괴시험 결과와 제재목에 대한 시험결과를 비교하여 원목에 대한 비파괴시험 적용 가능성을 확인하였다. 원목에 대한 응력파의 전달속도는건조 제재목에 대한 값보다 낮게 나타났으며 동일 원목에서 제재된 제재목에 대한 비파괴시험 결과 및 파괴시험 결과와 유효한 상관관계를 나타내었다. 결합부가 비파괴시험에 미치는 영향을 파악하기 위하여 손가락결합부에 대한 비파괴시험을 실시하였다. 손가락결합부의 형상이 비파괴시험에 미치는 영향을 평가하고 그 결과를 손가락결합부재의 강도와 비교분석하였다. 손가락의 기울기가 부재의 강도와 매우 높은 상관관계를 가지고 있으며 기울기가 증가할수록 음의 전달속도와 강도가 감소하는 경향을 나타내었다.음을 이용한 비파괴시험에는 음의 속도와 목재내부에서의 음의 감쇠를 측정하는 방법이 있다. 음이 목재내부를 통하여 전달되는 동안 목재내의 여러 가지 결점들이나 특징들에 의하여 속도는 영향을 받지 않으나 에너지의 감쇠가 발생한다. 결점이 없는 목재를 통과한 음은 깨끗한 형태로 검출되었으나 결점이 많은 목재일수록 이를 통과한 음의 형태가불규칙하고 속도도 떨어지는 것으로 측정되었다. 목재의 비파괴시험 결과는 앞으로 국산목재 또는 원목의 등급 구분에 활용될 수 있으며 기존의 문화재급 고건

Abstract ▼

Wood has a lot of defects in it because it is natural products,which causes decrease of structural properties of wood. These internal defects arevery difficult to find from visual inspection of the outer shape of wood and, therefore, itis almost impossible to predict decrease of strength caus

Wood has a lot of defects in it because it is natural products,which causes decrease of structural properties of wood. These internal defects arevery difficult to find from visual inspection of the outer shape of wood and, therefore, itis almost impossible to predict decrease of strength caused by these defects. Internaldefect of wood can be originated from growing stage or can be made during processingstage. As a tool to evaluate the effects of defects on wood strength, nondestructivetesting (NDT) methods are being actively researched recently. Nondestructiveevaluation (NDE) of wood is well recognized as a useful tool for grading and sorting ofstructural lumber and safety inspection of structural wood members. In this study, theeffects of various physical and anatomical properties of wood on NDE and thepossibility of applying NDE to Korean species were investigated.In the first year of research, basic information for NDE of wood has beencollected. The effects of moisture content and grain angle of wood on ultrasonictransmission and strength of wood were examined. And various NDT arrangementswere developed and the possibility of application to wood was verified. Moisturecontent of wood itself was not greatly affected ultrasonic velocity in wood. Ultrasonicvelocity and strength of wood decreased as moisture content increased, but there wasalmost no change of these values in the moisture content range above the fibersaturation points. Grain angle has great effect on ultrasonic velocity and strength ofwood. As grain angle increased, ultrasonic velocity and strength decreased almostlinearly.In the second year of this research, NDT arrangements developed in the first yearwere applied to structural lumbers to investigate the relationship between various NDEfactors and destructive factors. Applied NDT methods include stress wave(two sensorand one sensor method), ultrasonics, transverse vibration(load and deflectionmeasurement), and deflection measurement under small known loads. Two pointloading bending tests were performed for the all specimens after NDT were applied.As a results, it was proved that there is a very high correlations between NDE anddestructive parameters. Therefore, it is possible to apply NDE to Korean species, andeffective utilization of wood resources can be achieved through application of NDE.In the second year, NDE were applied to logs and wood joint members. NDEresults obtained for log were compared to those obtained for lumbers produced from thesame log. Stress wave velocity for logs were less than those for dried lumbers andthere existed effective correlations between stress wave velocities for log and forlumbers produced from the log. Finger joint members were tested by NDE as well asstatic bending. There was high correlation between strength and finger slope, andsound velocity and strength decreased as slope of fingers decreased.NDT utilizing sound include methods measuring sound velocity and damping ofsound transmitting through wood. During sound moving through wood, the energy ofsound are dissipated with time because of various defects and characteristics in woodalthough sound velocity does not change with time. Sound was detected very clearlyfor wood having almost no defects while, for defective wood, received sound hadirregular shape and sound velocity was decreased.NDE of wood is considered as a powerful method for grading and sorting ofstructural lumber as well as safety inspection of valuable old wood buildings and newwood structures that will be constructed in the future.

목차 Contents

• 서론...7
• 연구방법 및 이론...9
• 결과...19
• 결론...39
• 인용문헌...40
• 연구수행관련 논문발표 목록서...44
• 자체평가서...50