Mikromechanická studie smrkového dřeva

Abstract

Dřevo je přírodní materiál široce využívaný pro stavební konstrukce. Ačkoliv se používá již po staletí, jeho vlastnosti stále nejsou plně prozkoumány. Díky vývoji laboratorních technologií je možné studovat strukturu dřeva a jeho vlastnosti na úrovni nanometrů i nižší. Tato práce poskytuje predikci vlastností dřeva s využitím mikromechanického modelu, založeném na skutečné strukturní stavbě smrkového dřeva. Výpočet je proveden pomocí klasické Self-konzistentní metody, metody Mori-Tanaka a laminační teorie. Pro ověření modelu byla provedena řada laboratorních měření. V rámci práce je také provedeno porovnání s numerickým řešením. Ačkoliv v několika případech vykazovaly vypočtené hodnoty dobrou shodu s těmi naměřenými, je další vylepšení mikromechanického modelu nutné.

The wood is a natural material widely used for building constructions. Although it has been used for centuries, its behaviour has not been fully examined, yet. Due to the development of laboratory technologies, it is possible to study the wood composition and its properties at the level of nanometres or lower. This thesis provides prediction of the wood properties using the micromechanical model based on real structural composition of spruce wood. The computation is performed by analytical homogenization methods, using classical Self-consistent scheme, Mori-Tanaka method and lamination theory. The model is supported by several experimental measurements. A comparison with numerical solution is also provided. Although, in some cases the calculated values were in good accordance with those measured, further development of the micromechanical model is still necessary.