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木材无损检测技术及其应用与展望(二)

    (二)无损检测技术在当今木材科学研究中的应用

近十几年,国外学者利用上述检测原理对木质试件进行非破坏测试研究,得到如下一些主要研究成果。

通过研究纵波声速确定不同种类木材的物理、形态学及力学性质之间的相互关系。研究确定木材超声脉冲传播速度与木材强度之间的相关关系,最终非破坏地确定木材超声脉冲传播速度与木材物理、力学性质的关系。

利用应力波检测成材强度的原理是,冲击成材端部并利用在工件内部所形成的应力波来按比例参数自动计算和记录成材硬度和强度,并对其进行分等。采用频谱分析器通过木材纵向振动测定木材的弹性模量。

利用有限分析法研究两种应力分等装置在估测木材弹生模量进的精度及影响因素,指出支撑条件和木材端部性能对测试结果影响较大。

利用测定打击间的频率计算木材的动弹生模量。其原理是,在一端打击木材端面,从使其产生纵向振动,在另一端用传声捕捉器---声检偏振器测定其基本振频。

根据木材弯曲、扭转复合振动可测定木材的弹性模量和剪切弹性模量。利用纵向应力波法预测锯材和指接层积材的弹性模量和抗拉强度。

用有限元模型表示非均质锯材的动态特性,研究在应力分等机上的非均质锯材动态特性,找出速度对测试准确度的影响。

利用应力波测定立木性质并对测定方法和应力波的传播途径进行研究,得到如下结果:1、可改进时间差测量的重复性;2、两个测量点之间的木材性质,可用测量的时间差来描述;3、测量的时间差受应力波传播途径的影响;4、可将测定时间差方法用于较大横切面的原木。

用几种无损检测技术测定成材弹性模量,并做了对比试验,结果是所测的20块成材试件的弹性模量与静曲MOE比较,都有较强的相关性。

对提高应力分级的机械效率问题进行了研究,提出采用三种不同频率区域的方法预测和改善木材应力分级过程,并得到了木材抗弯断裂模量与弹性模量的相关系数。

利用纵振法测出的声固有频率和成材产品求出木材的弹性模量,通过近红外线照射,对木材进行无损检测,研究其扩散反射、透过指向特性。

利用连续式强度测定仪测定板材的挠度并由该仪器计算出板材的静曲弹性模量(MGE),并在力学试验机上测量弹性模量(MOE),两者的比较结果表明:支撑状态对厚板材有影响,挠度越大支撑的影响越小,MGE与MOE线性相关。

我国学者从80年代初开始进行木材无损检测技术的应用研究,采用CJ-2型超声仪对11种木材超声弹性模量与强度性质的关系进行了研究。结果表明:木材顺纹抗压弹性模理和抗弯弹性模量与超声弹性模量的比值分别为25/25和21/25;木材弹性呈现定向异性;木材超声弹性模量与机械法测量的木材弹性模量之间相关紧密。

采用脉冲冲声波法测量了木材的声速,并对试苏进行了力学强度试验,求得了两者间的回归关系。利用国内现有设备开发了木材微密度软X射线测量法,根据木材构造特点和微密度变化规律,采用了几种自动叛读方法,编制了计算机程序,用于不同情况下边界位置的判别。

利用CJ-2型超声波检测仪、示波器及自制的变检器等组成的木材超声检测系统测试了红松、兴安落叶松、水曲柳和紫椴等4种木材的顺纹和横纹的超声波传播速度及超声弹性模量,并分析了超声检测值与木材顺纹抗压强度和横纹抗压强度的相关性。

研制了X射线立年轮检测仪,其可用于林区现场立木年轮无损检测。利用FFT分析技术和微机技术开发了一种关于木材弹性模量E和刚性系数G的快速测量方法。
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