Wood compression in four-dimensional in situ tomography

Tero Mäkinen*, Alisa Halonen, Juha Koivisto, Mikko J. Alava

*Tämän työn vastaava kirjoittaja

Tutkimustuotos: LehtiartikkeliArticleScientificvertaisarvioitu

5 Sitaatiot (Scopus)
107 Lataukset (Pure)

Abstrakti

Wood deformation, in particular when subject to compression, exhibits scale-free avalanche-like behavior as well as structure-dependent localization of deformation. We have taken three-dimensional (3D) x-ray tomographs during compression with constant stress rate loading. Using digital volume correlation, we obtain the local total strain during the experiment and compare it to the global strain and acoustic emission. The wood cells collapse layer by layer throughout the sample starting from the softest parts, i.e., the spring wood. As the damage progresses, more and more of the softwood layers throughout the sample collapse, which indicates damage spreading instead of localization. In 3D, one can see a fat-tailed local strain rate distribution, indicating that inside the softwood layers, the damage occurs in localized spots. The observed log-normal strain distribution is in agreement with this view of the development of independent local collapses or irreversible deformation events. A key feature in the mechanical behavior of wood is then in the complex interaction of localized deformation between or among the annual rings.

AlkuperäiskieliEnglanti
ArtikkeliL070601
Sivut1-6
Sivumäärä6
JulkaisuPhysical Review Materials
Vuosikerta6
Numero7
DOI - pysyväislinkit
TilaJulkaistu - 21 heinäk. 2022
OKM-julkaisutyyppiA1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Rahoitus

Acknowledgments. We acknowledge the European Synchrotron Radiation Facility for the provision of synchrotron radiation facilities and we would like to thank Marco di Michiel for assistance in using beam line ID15A. We thank Simo Huotari and Heikki Suhonen for their help in the application and data analysis process. M.J.A. acknowledges support from the Academy of Finland (Center of Excellence program, Grants No. 278367 and No. 317464). M.J.A. and T.M. acknowledge funding from the European Union Horizon 2020 research and innovation programme under Grant Agreement No. 857470 and from European Regional Development Fund via the Foundation for Polish Science International Research Agenda PLUS programme Grant No. MAB PLUS/2018/8. T.M. also acknowledges funding from The Finnish Foundation for Technology Promotion. J.K. acknowledges the funding from the Academy of Finland (Grant No. 308235) and Business Finland (Grant No. 211715). The Aalto Science IT project is acknowledged for providing computational resources.

Sormenjälki

Sukella tutkimusaiheisiin 'Wood compression in four-dimensional in situ tomography'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.
  • Fluctuations in Fracture --- Fluktuaatiot murtumisessa

    Alava, M. (Vastuullinen johtaja), Halonen, A. (Projektin jäsen), Lomakin, I. (Projektin jäsen), Tuokkola, M. (Projektin jäsen), Ranta, R. (Projektin jäsen), Kinnunen, A. (Projektin jäsen), Coffeng, M. (Projektin jäsen), Savolainen, J. (Projektin jäsen), Hu, H. (Projektin jäsen), Salmenjoki, H. (Projektin jäsen), Koivisto, J. (Projektin jäsen) & Viitanen, L. (Projektin jäsen)

    01/09/201831/08/2022

    Projekti: Academy of Finland: Other research funding

  • AutoDet: AutoDet - Autodetecting Biological Contaminants

    Koivisto, J. (Vastuullinen johtaja), Iakovleva, E. (Projektin jäsen), Hällsten, S. (Projektin jäsen), Inkinen, J. (Projektin jäsen), Ranta, R. (Projektin jäsen), Jafari, S. (Projektin jäsen), Karppinen, P. (Projektin jäsen), Mielonen, E. (Projektin jäsen) & Kocsis, D. (Projektin jäsen)

    01/01/201830/10/2019

    Projekti: Business Finland: New business from research ideas (TUTLI)

  • Partikkelivahvistettujen vaahtojen rheologian ja tunkeutumisen hallitseminen statistisen fysiikan avulla

    Koivisto, J. (Vastuullinen johtaja)

    01/09/201731/08/2020

    Projekti: Academy of Finland: Other research funding

Siteeraa tätä