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文档简介

第三章

结构用木质材料性能的无损检测

本章概括性介绍结构用木质材料的无损检测与评价原理、技术及设备。主要介绍几种常见的无损检测与评价方法，包括横向振动法、应力波法、声发射法、射线法。表3-1木质材料力学性能无损检测技术

主要方法检测原理机械应力检测采用机械方法施加恒定变形(或载荷)于被测试样上，测得相应的载荷(或变形)，由计算机系统算出试样的弹性模量，并推测静曲强度。振动检测通过施加外力使试样产生横向振动之后，通过传感器测取试样的自由振动频率，计算出试样的弹性模量。冲击应力波检测检测通过试样的纵向应力波的速度，结合试样的密度，确定出试样的弹性模量，对静曲强度及内结合强度等也可进行有效的预测。射线检测以射线透射木质材料，用射线接收传感器直接测量窄小范围内透过试样前后射线强度的变化，根据射线衰减率以及试样的平均吸收系数推算出木材的密度。进而推测力学性能。超声波检测通过测定超声波经过试样预定距离的传播时间计算平均波速，然后可利用波速和密度计算试样的弹性模量。表3-2规格材应力分等方法主要方法分等原理目测分等主要根据木材表面的节子、纹理、开裂、和腐朽等木材缺陷，在目测观察的基础上预测木材等级的方法。机械分等根据木材变形由机械连续测量木材的变形，计算木材的静弹性模量，并从弹性模量和强度的关系，推测木材的强度值。根据振动特性由木材的振动特性得出固有频率，计算木材的动弹性模量，并根据与强度的关系，推测木材的强度值。3.1力学性能测试原始方法

3.1.1中心点单载荷弯曲测定法图1为中心点单载荷弯曲测定法（亦称：三点弯曲测试法）的示意图。木质材料试件被简支在两端，一个载荷施加在试件中间点并垂直于试件。测定载荷大小和试件中间点的变形量。试件弯曲弹性模量(MOE)可以通过下面方程式计算得到。式中：P――载荷（N）,L――两支承间距（m），I――试件惯性距（m4），δ――试件中间点变形（m）。图1中心点单载荷弯曲测定法示意图3.1.2横向振动无损检测技术横向振动可以用来进行木质材料的无损检测。为说明这种方法的基本原理，可以将横向振动简化为一个悬挂在弹簧下面的重物所做的振动，如图3所示。在图中，重物M通过一个弹簧被悬挂在一个绝对刚性支承下面，弹簧的刚度为K，弹簧重量可以忽略。振动过程中的阻尼可以简化为一个阻尼器D。当一个交变载荷作用在重物上，则重物M的振动可以用下面方程表示。

图3重物弹性振动模型（左）和横向振动梁（右）当振动梁被简支在其两个端点时，

有下面求解弹性模量（MOE）成立。

在上面两个求解弹性模量（MOE）的计算式中：MOE＝动态弹性模量（Pa）fr

＝响应频率（Hz）W

＝梁的重量（Kg）L

＝梁的长度（m）I

＝梁的惯性距（m4）g

＝重力加速度（9.8m/s2）3.1.3应力波无损检测技术3.1.4声发射评价3.1.5射线法3.1.6木质材料无损检测与评价设备3.1.6.1原木检测仪器3.1.6.2锯材检测设备和仪器

(1)Metriguard板材机

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