機械應力分等技術於針葉樹結構用材之應用ApplicationofMachineStressRatingTechniqueontheStructuralConiferousLumber研究生：吳元呈Wu,Yuan-Cheng指導教授：葉民權Yeh,Min-Chyuan【摘要】以機械應力進行木材分等為北美地區重要之結構用木材分等技術，且相關機械應力分等設備之造價不匪。有鑑於此，本研究根據木材抗彎性質之力學原理，嘗試自行設計開發機械等級區分機應用於國內針葉樹結構用材之分等。同時以目視分等及打音頻譜分析進行結構用木材性質之評估，進一步探討木材分等與動、靜力學性質三者之間的相關性。結果顯示柳杉材目視分等之品等與MOE、DMOE及MOR等強度性質之間，雖呈現目視等級愈高其強度分佈愈佳的趨勢，但MOE及DMOE於各目視等級間沒有顯著性差異，而目視等級材之MOR差異性在1級材與2級材及2級材與3級材之間無顯著差異，另外1級材與3級材之間則呈現顯著差異。由打音頻譜分析得知柳杉材MOE、DMOE、MOR之間呈現顯著正相關R2值分別為0.86、0.62及0.54。木材比重與MOE、DMOE、MOR三者之間R2值分別為0.27、0.38及0.34，雖呈現正相關性，但相關性不高，顯示出木材比重尚難以準確評估抗彎強度。所開發之機械等級區分機可實際應用於製材加工生產線上，準確量測製材品之彈性模數，並進行製材品的分等。以LabVIEW圖控程式語言作為本系統分等軟體之開發，所發展出虛擬儀控分等程式，具有現場分等人員操作的便利性，分等者透過簡單明瞭的檢測畫面可達到即時監控的目的。本研究以破壞抗彎試驗量測柳杉試材之載重值，與MSR分等機所量測之載重值進行比對，求出0.996作為分等程式之較佳載重調整係數。根據載重趨勢顯示本系統所量測之載重值不會受到資料擷取速率及送材速率的影響。且柳杉試材在正反材面重複5次之量測下載重趨勢具再現性。本試驗之氣乾柳杉材測得之打音動彈性模數相當於CNS14630機械等級區分E50～E130範圍之間，以E70等級收率最多約占35.4％。機械分等結果E50：10％、E70：36％、E90：39％、E110：13％及E130：1％，此分等趨勢與破壞抗彎試驗分等結果相近。無論是打音法或是MSR分等確實能有效判斷出不同強度之木材增加結構用材之利用率，而機械應力分等確實能有效提高分等效率及可信賴度，且各等級之強度性質也較為均一，為目視分等所不及。關鍵詞：機械應力分等、目視分等、打音頻譜分析、結構用材【Abstract】Machinestressrated(MSR)isanimportantgradingtechniqueforstructurallumberinNorthAmerica,andtherelatedMSRequipmentusedontheproductionlineisveryexpensive.Accordingly,thepurposeofthisstudywastodevelopaMSRsystem,basedonbendingpropertiesofmember,whichcanapplytothegradingprocessofcommercialstructuralconiferouslumberinTaiwan.Avisuallygradingandtaptoneanalysisapproachesareemployedtoevaluatestructuralpropertiesoflumberaswellastherelationshipamonglumbergrades,dynamicandstaticproperties.Theresultsshowthatstrengthproperties(MOE,DMOEandMOR)areimprovedforhighergradesoflumber,butthereisnosignificantdifferenceinMOEandDMOEamonggrades.ItisfoundthattheMORofNo.1structurallumberissignificantlyhigherthanthatofNo.3structurallumber,andthereisnodifferenceinbothMOEandDMOEpropertiesamonggrades.TheR2valuesofMOE,DMOEandMORforJapanesecedarlumberarebetween0.86～0.54basedonataptoneanalysis.R2valuesbetweenspecificgravityandMOE,DMOE,MORofJapa