Deformační analýza kmene při kácení

Bc. Jiří Veselý

Master's thesis

Deformation analysis of tree during felling

Abstract:

Tato práce se zabývá deformační analýzou kmene při kácení. Hlavním cílem je popsat vznik deformačního pole. Dalším cílem je vysvětlit vliv jednotlivých řezů na velikost deformačních sil. Ke zkoumání pole jsou použity dvě relativně nové metody v oblasti dřeva, a to digitální korelace obrazu (DIC) a metoda konečných prvků. Práce pokládá metodické základy pro zkoumání stromu při jeho kácení. Metodou DIC bylo změřeno při kácení sedm stromů přímo v lese. Za pomoci výsledků získaných tímto pokusem proběhla validace numerického modelu. Toto srovnání naznačilo vyšší tuhost tělesa při použití metody konečných prvků ve srovnání se skutečným stromem, ale průběh byl podobný. S ohledem na vyšší tuhost byl model použit pro popsání deformačního pole uvnitř stromu a pro popsání vlivu jednotlivých řezů na toto pole. Práce také upozorňuje na metodické chyby, které při kácení mohou nastat, a které se podařilo v rámci experimentu popsat. Dalším výstupem je naznačení směru, jakým by měla postupovat další měření a zdůraznění chyb, které při tomto měření nastaly tak, aby nedošlo k jejich opakování.

Abstract:

This work deals with strain analysis of tree during felling. The main goal is to describe the origin of the deformation field. Another aim is to explain the effect of individual cuts on the size of deformation forces. Two relatively new methods in the field of wood are used to investigate the experimentally, namely digital image correlation (DIC) and finite element method. The work deals with methodical foundations for tree research during its felling. The DIC method measured seven trees in the forest when felling. Using the results obtained by this experiment, the numerical model was validated. This comparison suggested higher rigidity of the body using the finite element method compared to the actual tree, but the reaction was similar. With respect to the higher stiffness, the model was used to describe the deformation field inside the tree and to describe the effect of each cut on this field. The thesis also draws attention to the methodological errors that can occur during felling and which have been described in the experiment. Another output is an indication of the direction in which further measurements should be made and the errors that occurred during this measurement to avoid repetition.

Keywords

kácení stromu, digitální korelace obrazu, DIC, numerický model, metoda konečných prvků, smyková deformace

Keywords

digital image correlation, DIC, finite element method, numerical model, shear deformation, tree felling, shear strain

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 16. 4. 2019

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Jan Tippner, Ph.D.

Mendel University in Brno

Faculty of Forestry and Wood Technology

Master programme / field:
Wood-Working Engineering / Wood engineering