持続可能な建築材料として木材への関心が高まっていることから、クイーンズランド大学の土木工学科と同大学の構造研究室は、革新的な新しいタイプの構造体を開発しました。繊維強化ポリマー（FRP）の薄層を木材の単板やパネルと組み合わせることで、高性能かつ軽量で施工性に優れた構造部材を実現しています。この新しい複合材は、「ハイブリッドFRP-木材（HFT）薄肉構造」と呼ばれています。そして、このタイプのビームの構造的な挙動を調べるために、製造した一連のビーム試験片に対して 4 点曲げ試験を実施しました。接触型と非接触型のシステムを併用することで、試験中に生じるひずみや変位を正確に測定できます。
HFT ビームの 4 点曲げ試験を行いました。試験の主な目的は、これらの梁を曲げた時の曲げ耐力、構造的挙動、および破損モードを見つけることでした。3D デジタル画像相関システムを使用して、ストレスが最も高いエリアに焦点を当て、全視野のデータと3D測定を行った結果、非常に貴重なデータが得られました。このビームの対象領域では、完全な 3D データセットは必要なく、従来の 1D 歪みゲージと線形電位差計で必要な測定値を取得しました。
同大学の UTM を変位の制御に使用して、HFT ビーム試験片に適切な負荷を引き起こしました。ビームのすべての臨界点を完全かつ正確に測定するために、前述のようにいくつかの装置を使用しました。上の写真では、ビーム上下のフランジにひずみゲージが取り付けられています。また、下部フランジには線形電位差計を取り付け、荷重方向のビーム変位を計測しました。最後に、3D DIC システムのステレオカメラを水平に設置し、今回の試験で最も重要な解析領域であるビームのフロントウェブ上の全視野の変位とひずみ分布を測定しました。
このシステム構成は非常に効率的で、異なるが同じくらい有益な 2 つの方法を使用しました。データの必要性という観点から、対象となる点データが十分な試験片の領域ではひずみゲージや電位差計を使用し、異方性や面外変位が可能な領域では全視野（連続）DIC データを活用しました。この場合、カメラの視野に入らないあらゆる場所においても、接触型装置が活躍しました。試験時間全体の観点から見ると、ウェブエリアでひずみゲージの代わりに DIC を使用することで、試験のセットアップにかかる時間を大幅に短縮することができました。 同一視野内に複数の歪みンゲージを取り付けるよりも、DIC の全視野機能を活用した方が、常に迅速なセットアップが可能です。
複数の計測システムの活用が進んでいないメリットの 1 つは、データが隣接していたり、重複している部分があります。このシナリオでは、ひずみゲージデータの上位と下位をウェブエリア DIC データの上位と下位と比較して、繊維強化ポリマー（FRP）外層のひずみの連続性を調べました。また、DIC の面外変位データと電位差計の冗長変位データを比較しました。テスト結果の検証に、隣接するデータや重複するデータをどれだけ利用できるかによって、最終的な解析の信頼性が決まります。
1 「ハイブリッド FRP-木材（HFT）薄肉構造」と呼ばれるこの新しいタイプの建設構造に関する詳細については、Fernando らが 2017 年 12 月 15日に初公開した雑誌記事「Hybrid fiber-reinforced polymer-timber thin-walled structural members」をお読みください。 この特定のケーススタディに対する追加拠出は、博士号候補の Weiqi Cui と技師長の Chris Russ によるものです。
