木材密度以及相關特性

1、木材密度以及相關特性摘要就木材的密度對木材的意義、密度的測量、木材密度與削切力、密度變異規(guī)律以及密度對聲學特性的影響,主要對其研究方法和結論的探討。關鍵詞木材密度削切力變異規(guī)律聲學特性1前言木材的密度與其物理特性緊緊相關,因此木材密度對研究木材的各項物理特性有著至關重要的關系,特別是木材徑向密度的研究,越來越受到人們的關注。主要原因有三點:(1木材的密度與物理性質有密切的關系,均勻密度相同的兩塊木板,密度分布不一樣,其物理特性也不一樣,各部分密度相同和中間密度小、邊緣密度大的木板,后者的力學特性要強于前者。(2木材的徑向密度,與樹種、生長環(huán)境的不同而不同,徑向密度是研究木材生長情況的重要參考。

2、(3年輪研究是研究古代氣象和天文的重要輔助手段。2 木材密度的測量方法由木材密度和木材的力學特性的關系,通過對木材密度的檢測能夠很好的預測木材其他性能指標,而對木材材性較準確的預測與評估,不僅能夠加速材質改良和遺傳改良的過程,為人工林的培育提供理論依據(jù),而且能夠為木材的高效利用提供科學依據(jù),滿足了我國森林資源匱乏,木材綜合利用率低的客觀需求,實現(xiàn)優(yōu)材優(yōu)用、劣材優(yōu)用的目的。可以較好的解決木結構建筑中的腐朽和坍塌問題,同時可以運用到古代木結構建筑的修復和維護,本文主要對傳統(tǒng)的稱重方法、基于機械力密度檢測法和基于射線密度檢測法的研究。建好的檢測出木材的密度。2.1 傳統(tǒng)稱重法傳統(tǒng)測量法也稱為直接測量

3、法,就是沿徑向連續(xù)切成若干的小薄片,然后稱重和測量體積,每片的質量除以每片的體積就是每片的密度,從而求得密度的分布,算出木材的平均密度,這種方法測量準確,這種方法雖然測量準確,但操作過程復雜,耗時比較長,對木材也有一定的損壞,大大降低了木材的使用價值,影響了木材的后續(xù)加工利用,同時研究空間也不是很大。目前出現(xiàn)了一些新的檢測方法,也能快速地、無損地評測出木材的密度。故沒有建好的研究價值。2.2 基于機械力密度檢測法木材的硬度、阻力等性質與木材的密度緊密相關,所以可以通過木材的硬度或力學性質去檢測木材的密度。(1利用PilocIyn間接測木材密度檢測原理:是國外針對活立木基本密度檢測而研發(fā)的一種手

4、持式密度檢測儀,可以對活木木心進行快速準確的檢測,與其硬度有著緊密關系,主要機理是將密度探針插入木材中,插入的深度就是要測量的密度,探測值與密度有著密切的關系,射入深度越小,則木材的密度越大,反之,則越小。通過探測值與木材密度的對應關系,就可以得出該木材的密度大小。該方法的局限性和評估:不同樹種和同一樹種的不同方向生長速度不同,因此密度的各向異性也不同。所以不同的樹種檢測因素不同,同一書中的不同測量方向也是探測的一個因素;探測時,應固定在同一方向研究,不同直徑探針探測的抗晃能力也不同,所以木材的直徑對本方法探測也是一個重要的因素。測量時應除去樹皮,增加其準確度。缺點是:一個樹種得到的探測值與密

5、度的回歸曲線不能適用于其他樹種,因此探測別的樹種密度時,還得重新測量?；阢@力對木材密度的檢測材微鉆阻力儀是用于探測樹木或木材內(nèi)部結構的儀器,通過小型電機將鉆針以恒定速率鉆入木材內(nèi)部,在此過程中會產(chǎn)生相應的阻力,阻力的大小反映出木材密度的變化,利用計算機采集測量過程中的阻力參數(shù),顯示出阻力曲線圖像,根據(jù)阻力曲線,結合所學木材學知識可以判斷早晚材密度、年輪數(shù)以及木材內(nèi)部腐朽、空洞和生長情況等。其在樹木方面主要應用于檢測一些危險樹木的腐朽及缺陷,評估樹木年生長率和質量。在木材方面主要應用于木材結構腐朽和空洞的檢測以及木材質量的評估。利用微鉆阻力儀進行木材檢測的優(yōu)點是可以快速探測樹木和木材內(nèi)部情況、

6、操作簡單、精度和分辨率高、對樹木基本沒有損壞。2.2 基于射線密度檢測法木材密度已經(jīng)向木材微密度測定發(fā)展。木材微密度測定是一種比較精密的木材材性測定技術,利用射線在輻照不同密度物質時衰減程度不同的原理,在相對比較狹小的范圍內(nèi)測定木材的密度,通過逐點測量,能夠較為精細地顯示出不同部位木材密度的變異情況。射線檢測技術是檢測木材微密度常用的方法,它是利用射線穿過被測樣品的強度衰減,檢測其內(nèi)部結構不連續(xù)性的技術。穿過樣品的射線,由于強度不同在X射線膠片上的感光程度也不同,由此生成內(nèi)部不連續(xù)的圖象。主要原理是x射線和射線在射到木材時,其反射強度和透射強度與密度有密切關系。射線掃描的特點是:運行速度快,縮

7、短了患者檢查時間;能夠連續(xù)快速掃描成像,減少由于呼吸造成的偽影;能夠進行多期掃描;能夠通過數(shù)據(jù)采集重建高質量多軸面圖像和三維立體圖像,操作簡單,準確率高,是一項實用的木材密度檢測方法。3 木材密度與削切力的關系木材的密度與木材的力學有著緊密的關系,木材的密度較容易得到,主要通過木材的密度的大小對木材削切力和木材的力學性質之間的研究,得出木材密度對其的影響。將木材兩種切削厚度和兩種切削角度條件下,相對于纖維方向的三個削切方向進行試驗,得出削切力與密度之間的關系。測試結果表明,木材密度的增大,木材的各力學性質也都基本上變大。術材各力學性質的變大的順序是彎曲強度最大,其次是順紋壓縮強度,再是剪切強度

8、,橫紋壓縮強度最小。而且,愈大的強度,它隨著密度的增大而變大的變化率也愈大。在本試驗的條件下,木材切削力隨著木材密度增大而增大,木材主切削力與木材密度之間呈線性關系。4 木材密度的變異規(guī)律由于木材采用后在各個領域的應用不同,因此必須先知道木材的密度分布情況,弄清木材密度的變化規(guī)律,才能更好的將不同密度的木材運用到它適合的領域,做到木材的精細化利用提高利用效率。傳統(tǒng)的稱重法測量木材的密度分布不是那么的準確,因此我們運用了微密度法對木材的密度分布進行研究。密度徑向變異劃分為3 種類型, I . 自髓心向外, 密度遞增; I . 自髓心向外, 密度最初遞減, 然后外層增加; I . 髓心附近密度高于樹皮附近密度,密度自髓心到樹皮以直線或曲線形式降低。木材密度差異不顯著, 而不同無性系間和不同高度間木材密度差異顯著,由髓心向外木材密度逐漸增加, 由髓心木材密度向外逐漸遞減和由髓心向外木材密度先降低, 到一定年齡后再增加, 但以由髓心向外木材密度逐漸遞減為主要模式。5 木材密度對聲學特性的影響木材密度受樹木自身結構、遺傳因素及生長環(huán)境等后天因素的影響.樹種不同、樹木生長地域環(huán)境不同、樹齡不同、樹干部位不同,木材密度就會產(chǎn)生不同的變化。通過研究木材密度與聲學特性參數(shù)之間的關系,可以建立起兩者之間的基本聯(lián)系,為確定適宜樂器提供