第三章3木材的無損檢測

1、第三章第三章 結(jié)構(gòu)用木質(zhì)材料性能的無損檢測結(jié)構(gòu)用木質(zhì)材料性能的無損檢測 本章概括性介紹結(jié)構(gòu)用木質(zhì)材料的無損檢測與評價原理、技術(shù)及設(shè)備。主要介紹幾種常見的無損檢測與評價方法，包括橫向振動法、應(yīng)力波法、聲發(fā)射法、射線法。表3-1 木質(zhì)材料力學(xué)性能無損檢測技術(shù)主要方法主要方法檢測原理檢測原理機(jī)械應(yīng)力檢測機(jī)械應(yīng)力檢測采用機(jī)械方法施加恒定變形(或載荷)于被測試樣上，測得相應(yīng)的載荷(或變形)，由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)算出試樣的彈性模量，并推測靜曲強(qiáng)度。振動檢測振動檢測通過施加外力使試樣產(chǎn)生橫向振動之后，通過傳感器測取試樣的自由振動頻率，計(jì)算出試樣的彈性模量。沖擊應(yīng)力波檢測沖擊應(yīng)力波檢測檢測通過試樣的縱向應(yīng)力波的速度，

2、結(jié)合試樣的密度，確定出試樣的彈性模量，對靜曲強(qiáng)度及內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度等也可進(jìn)行有效的預(yù)測。射線檢測射線檢測以射線透射木質(zhì)材料，用射線接收傳感器直接測量窄小范圍內(nèi)透過試樣前后射線強(qiáng)度的變化，根據(jù)射線衰減率以及試樣的平均吸收系數(shù)推算出木材的密度。進(jìn)而推測力學(xué)性能。超聲波檢測超聲波檢測通過測定超聲波經(jīng)過試樣預(yù)定距離的傳播時間計(jì)算平均波速，然后可利用波速和密度計(jì)算試樣的彈性模量。表3-2 規(guī)格材應(yīng)力分等方法主要方法主要方法分等原理分等原理目測分等目測分等主要根據(jù)木材表面的節(jié)子、紋理、開裂、和腐朽等木材缺陷，在目測觀察的基礎(chǔ)上預(yù)測木材等級的方法。機(jī)械分等機(jī)械分等根據(jù)木材根據(jù)木材變形變形由機(jī)械連續(xù)測量木材的變形，

3、計(jì)算木材的靜彈性模量，并從彈性模量和強(qiáng)度的關(guān)系，推測木材的強(qiáng)度值。根據(jù)振動根據(jù)振動特性特性由木材的振動特性得出固有頻率，計(jì)算木材的動彈性模量，并根據(jù)與強(qiáng)度的關(guān)系，推測木材的強(qiáng)度值。3.1力學(xué)性能測試原始方法 3.1.1中心點(diǎn)單載荷彎曲測定法中心點(diǎn)單載荷彎曲測定法 圖 1為中心點(diǎn)單載荷彎曲測定法（亦稱：三點(diǎn)彎曲測試法）的示意圖。木質(zhì)材料試件被簡支在兩端，一個載荷施加在試件中間點(diǎn)并垂直于試件。測定載荷大小和試件中間點(diǎn)的變形量。試件彎曲彈性模量(MOE)可以通過下面方程式計(jì)算得到。 式中： P載荷（N）, L兩支承間距（m）， I試件慣性距（m4）， 試件中間點(diǎn)變形（m）。IPLMOE483圖 1

4、中心點(diǎn)單載荷彎曲測定法示意圖3.1.2橫向振動無損檢測技術(shù) 橫向振動可以用來進(jìn)行木質(zhì)材料的無損檢測。為說明這種方法的基本原理，可以將橫向振動簡化為一個懸掛在彈簧下面的重物所做的振動，如圖 3所示。在圖中，重物M通過一個彈簧被懸掛在一個絕對剛性支承下面，彈簧的剛度為K，彈簧重量可以忽略。振動過程中的阻尼可以簡化為一個阻尼器D。當(dāng)一個交變載荷作用在重物上，則重物M的振動可以用下面方程表示。 tPKxdtdxDdtxdMsin022圖 3 重物彈性振動模型（左）和橫向振動梁（右）當(dāng)振動梁被簡支在其兩個端點(diǎn)時，有下面求解彈性模量（MOE）成立。 在上面兩個求解彈性模量（MOE）的計(jì)算式中： MOE 動態(tài)彈性模量（Pa） fr 響應(yīng)頻率（Hz） W 梁的重量（Kg） L 梁的長度（m） I 梁的慣性距（m4） g 重力加速度（9.8m/s2）IgWLfMOEr46. 2323.1.3應(yīng)力波無損檢測技術(shù)3.1.4聲發(fā)射評價3.1.5射線法3.1.6木質(zhì)材料無損檢測與評價設(shè)備 3.1.6.1原木檢測儀器原木檢測儀器3.3lengthvelocity = 2 x length / timestiffness density x velocity23.1.6.2鋸材檢測設(shè)備和儀器鋸材檢測設(shè)備和儀器(1) Metriguard板材機(jī)械應(yīng)力分等設(shè)備板材機(jī)械應(yīng)力分等設(shè)備(2) 應(yīng)力波類檢