Modellering från CT-data för att förutse plankans hållfasthet

Den teknik som sågverk idag använder för att prediktera sågat virkes hållfasthet resulterar i prediktioner med relativt stor spridning. I syfte att optimera sågning använder vissa sågverk röntgenbaserad datortomografi (CT) för att mäta densitetsfördelningen i stockvolymen. CT-skanning genererar en stor mängd data, vilken skulle kunna användas i numeriska modeller för att analysera träets mekaniska egenskaper.

Målet med detta projekt är att utveckla en robust metod för att skapa 3D finita element (FE) modeller som baseras på CT-data från trä. Syftet med FE-modellerna är att simulera en plankas mekaniska beteende under last och prediktera styvhet och hållfasthet. Då en förutsättning för att kunna skapa en verklighetstrogen modell är att fiberorienteringar och materialstyvhet rekonstrueras lokalt i varje punkt av den skannade volymen, särskilt runt kvistar, omfattas även detta av projektet. Projektet utgår initialt från CT-data av torrt sågat virke. I framtiden kan metoden även anpassas för rått sågat virke och slutligen för råa stockar där de ”virtuella” plankorna i stocken analyseras genom en hållfasthetssimulering redan innan sågning.

Inom ramen för projektet har en rekonstruktionsalgoritm utvecklats som med hög noggrannhet har kunnat prediktera de mekaniska egenskaperna hos sågat virke av gran [1].

[1] Huber, J. A. J., Ekevad, M., Broman, O., Oja, J., Hansson, L. (2021): A Method for Generating Finite Element Models of Wood Boards from X-Ray Computed Tomography Scans. Computers & Structures, 240, 106702. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compstruc.2021.106702

Projektinformation
Ämne: CT-baserad FE-modellering
Tidsprojekt: december 2021 - november 2022