백합나무 스킨팀버의 압축 성능에 관한 연구

Abstract

백합나무(yellow poplar)는 기후변화의 주범인 이산화탄소의 흡수율이 매우 뛰어나고 오존흡수율도 뛰어나 저탄소 녹생성장 시대에 적합한 수종이다. 속성수인 백합나무는 구조용 부재로의 성능은 약간 부족하지만 가구재나 내장재, 합판용재 등 다양한 용도로 활용가능한 수종이다. 본 연구에서는 백합나무를 이용하여 대단면 스킨팀버를 개발하고 압축 성능을 평가하였으며 다양한 용도 개발을 위해 수치해석 모델을 개발하였다. 정각형 스킨팀버는 소재에 대해 56.3%의 잔존 강도를 보여서 우수한 성능을 나타내었으며 원통형 스킨팀버의 경우 잔존면적율이 25%임에도 불구하고 소재에 대해 50% 가까운 압축 성능을 나타내어 가구용 뿐만 아니라 대단면 재료로써 다양한 쓰임새가 가능함을 보여주었다. 정각형과 원통형 모두 Brooming or end rolling이 주요 파괴모드로 나타났으며 부분적으로 splitting 파괴 모드도 나타났다. 잔존면적률이 큰 정각형 스킨팀버의 압축성능이 원통형 스킨팀버보다 높게 나타났지만 두 집단간에 압축성능에 있어 통계적 유의성은 보이지 않아 사용자의 편의대로 혼용하여 활용 가능할 것으로 판단된다. 수치해석 모델은 실제 압축성능 실험과 상당히 유사한 결과를 보였다. 따라서 다양한 형태와 치수에 대한 수치해석 모델 적용을 통해 백합나무 스킨팀버의 다양한 용도 개발에 활용할 수 있을 것으로 기대된다. The yellow poplar is an appropriate species for the age of low carbon green growth, because its absorption rates of ozone is greatly excellent, and also the absorption rates of carbon dioxide causing climate changes is very remarkable. The yellow poplar, which is a kind of rapid growth tree, shows a lack of performance as a structural member, however, it is suitable to use a variety of purposes like furniture materials, interior materials, plywood materials, and so on. In this study, the structural size skin-timbers were made by using the yellow poplar, and the compressive capacity was evaluated, also the numerical model was developed for the various uses. The rectangular shape skin-timber presented a good performance by showing 56.3% residual strength about the solid material. In case of the cylinder shape skin-timber showed a possibility to use diversely as a furniture material, as well as a structural uses, because almost 50% compressive capacity of material even though its residual area rates was 25%. Both rectangular shape and the cylinder shape represented that 'Brooming or end rolling' were the major failure mode, and partly splitting failure mode. The compressive capacity of the rectangular shape which residual area rates was large was higher than the cylinder shape, but it did not show statistical significance about the compressive capacity between them. Thus, it will be possible to use them mixed for a convenience of users. The result of the numerical analysis model was quite similar to actual test of the compressive capacity. Therefore, the yellow poplar can be utilized in the development of various uses by applying numerical analysis model about a variety of shapes and dimensions.