木材無損檢測技術及其應用與展望--2
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(二)、無損檢測技術在當今木材科學研究中的應用
近十幾年,國外學者利用上述檢測原理對木質試件進行非破壞測試研究,得到如下一些主要研究成果。
通過研究縱波聲速確定不同種類木材的物理、形態(tài)學及力學性質之間的相互關系。研究確定木材超聲脈沖傳播速度與木材強度之間的相關關系,最終非破壞地確定木材超聲脈沖傳播速度與木材物理、力學性質的關系。
利用應力波檢測成材強度的原理是,沖擊成材端部并利用在工件內部所形成的應力波來按比例參數自動計算和記錄成材硬度和強度,并對其進行分等。采用頻譜分析器通過木材縱向振動測定木材的彈性模量。
利用有限分析法研究兩種應力分等裝置在估測木材彈生模量進的精度及影響因素,指出支撐條件和木材端部性能對測試結果影響較大。
利用測定打擊間的頻率計算木材的動彈生模量。其原理是,在一端打擊木材端面,從使其產生縱向振動,在另一端用傳聲捕捉器---聲檢偏振器測定其基本振頻。
根據木材彎曲、扭轉復合振動可測定木材的彈性模量和剪切彈性模量。利用縱向應力波法預測鋸材和指接層積材的彈性模量和抗拉強度。
用有限元模型表示非均質鋸材的動態(tài)特性,研究在應力分等機上的非均質鋸材動態(tài)特性,找出速度對測試準確度的影響。
利用應力波測定立木性質并對測定方法和應力波的傳播途徑進行研究,得到如下結果:1、可改進時間差測量的重復性;2、兩個測量點之間的木材性質,可用測量的時間差來描述;3、測量的時間差受應力波傳播途徑的影響;4、可將測定時間差方法用于較大橫切面的原木。
用幾種無損檢測技術測定成材彈性模量,并做了對比試驗,結果是所測的20塊成材試件的彈性模量與靜曲MOE比較,都有較強的相關性。
對提高應力分級的機械效率問題進行了研究,提出采用三種不同頻率區(qū)域的方法預測和改善木材應力分級過程,并得到了木材抗彎斷裂模量與彈性模量的相關系數。
利用縱振法測出的聲固有頻率和成材產品求出木材的彈性模量,通過近紅外線照射,對木材進行無損檢測,研究其擴散反射、透過指向特性。
利用連續(xù)式強度測定儀測定板材的撓度并由該儀器計算出板材的靜曲彈性模量(MGE),并在力學試驗機上測量彈性模量(MOE),兩者的比較結果表明:支撐狀態(tài)對厚板材有影響,撓度越大支撐的影響越小,MGE與MOE線性相關。
我國學者從80年代初開始進行木材無損檢測技術的應用研究,采用CJ-2型超聲儀對11種木材超聲彈性模量與強度性質的關系進行了研究。結果表明:木材順紋抗壓彈性模理和抗彎彈性模量與超聲彈性模量的比值分別為25/25和21/25;木材彈性呈現定向異性;木材超聲彈性模量與機械法測量的木材彈性模量之間相關緊密。
采用脈沖沖聲波法測量了木材的聲速,并對試蘇進行了力學強度試驗,求得了兩者間的回歸關系。利用國內現有設備開發(fā)了木材微密度軟X射線測量法,根據木材構造特點和微密度變化規(guī)律,采用了幾種自動叛讀方法,編制了計算機程序,用于不同情況下邊界位置的判別。
利用CJ-2型超聲波檢測儀、示波器及自制的變檢器等組成的木材超聲檢測系統(tǒng)測試了紅松、興安落葉松、水曲柳和紫椴等4種木材的順紋和橫紋的超聲波傳播速度及超聲彈性模量,并分析了超聲檢測值與木材順紋抗壓強度和橫紋抗壓強度的相關性。
研制了X射線立年輪檢測儀,其可用于林區(qū)現場立木年輪無損檢測。利用FFT分析技術和微機技術開發(fā)了一種關于木材彈性模量E和剛性系數G的快速測量方法。
責任編輯:宋健

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