樟子松活立木与原木及其板材应力波传播速度的相关性研究

对樟子松活立木、原木及其板材的应力波传播速度进行检测,得出活立木与原木的应力波传播速度非常接近;樟子松原木段与其板材的应力波传播速度具有较大的相关性,相关系数为R2=0.6,因此可以通过活立木的应力波传播速度来预测原木制成板材后的应力波传播速度。     

应力波在木材内部传播时间特性研究

在确定传感器布置方式及数量的基础上,通过敲击不同位置源传感器,测试未钻孔木圆盘试样应力波传播时间,在同一试样钻一定直径孔洞,测试应力波传播时间;在源传感器位置相同的条件下,分别测试出有孔洞、无孔洞传播时间-目标传感器位置曲线,对比分析应力波在有孔洞木材内部传播时间变化的特点,实现对木材内部孔洞定性判别.     

超声波在原木内部传播理论研究

超声波技术在木材无损检测中已有广泛的应用,尤其是一些研究表明超声波在原木内部的传播规律对无损检测效果产生重要影响.根据弹性波在固体介质中的传播理论,通过对微小单元体的受力分析,得出弹性动力学运动微分方程,并在此基础上,根据正交各向异性介质的弹性常数,应力与应变之间的相互关系,几何方程（应变和位移的关系）以及超声波传播（无旋波）的方向向量,最终得出以位移表示的运动微分方程;然后利用分离变量法,建立超声波在原木内部传播过程中的位移方程和速度方程.     

原木内部腐朽应力波二维图像的获取与分析

应用Arbotom应力波检测系统,对东北林区3个针叶树种(云杉、冷杉、落叶松)和9个阔叶树种(白桦、色木、椴木、杨木、水曲柳、核桃楸、榆木、铁木和柞木)的原木内部腐朽进行检测,并对原木内部腐朽面积的实际估算值和检测估算值进行比较分析。结果表明:Arbotom应力波无损检测系统可以获取原木内部腐朽的二维图像,但检测准确率较低,建议采用多点测量和改进应力波测试仪器,以提高检测准确率。     

传感器数量对应力波检测原木内部缺陷精度的影响

木材无损检测技术是高效利用木材的方法之一.该文阐述了应力波法检测木材缺陷的原理,分析了传感器数量对图像的拟合度和误差率两个指标的影响.结果表明,当原木直径在20～40cm范围内时,若需对原木缺陷进行精确测量,要求图像拟合度接近90%和误差率在0.1左右时,至少需12个传感器才能满足要求;当不需要对原木缺陷进行精确测量,只需确定缺陷的大致位置时,宜选用10个传感器进行测量;当仅仅需要判断原木是否存在缺陷时,选用6个传感器就能满足要求.图3表4参8.     

传感器的数量与分布对应力波检测原木缺陷效果的影响

对取自黑龙江省带岭林区4个主要树种的10个含有2种缺陷的原木样本进行测试和分析.结果表明:当原木直径在20～40 cm范围内时,若需对原木缺陷进行精确测量,要求图像拟合度接近90%和误差率在0.1左右时,至少需12个传感器才能满足要求;当不需要对原木缺陷进行精确测量,只需确定缺陷的大致位置时,宜选用10个传感器进行测量;当仅仅需要判断原木是否存在缺陷时,选用6个传感器就能满足要求.本文通过平面几何学和统计学的基本方法研究了传感器测试平面内的分布对可测最小缺陷面积比的影响,从而找到影响因素并得出结论:在测试工作中通过目测均匀放置传感器即可以达到所要求的测试效果.     

传感器的数量与分布对应力波检测原木缺陷效果的影响

对取自黑龙江省带岭林区4个主要树种的10个含有2种缺陷的原木样本进行测试和分析。结果表明:当原木直径在20～40 cm范围内时;若需对原木缺陷进行精确测量;要求图像拟合度接近90%和误差率在0.1左右时;至少需12个传感器才能满足要求; 当不需要对原木缺陷进行精确测量;只需确定缺陷的大致位置时;宜选用10个传感器进行测量; 当仅仅需要判断原木是否存在缺陷时;选用6个传感器就能满足要求。本文通过平面几何学和统计学的基本方法研究了传感器测试平面内的分布对可测最小缺陷面积比的影响;从而找到影响因素并得出结论:在测试工作中通过目测均匀放置传感器即可以达到所要求的测试效果。     

杨树与落叶松原木中应力波的不同传播速度

通过应力波测试仪对健康的杨树和落叶松原木试件进行检测试验,研究应力波在这2种原木试件中径向、弦向和纵向(原木心材和边材)传播速度之间的关系以及径向传播速度和直径、弦向传播速度和检测角之间的相关关系。结果表明:在这2种树种中,应力波径向传播速度和原木直径呈正相关,原木纵向边材传播速度比相应心材中的要大,弦向传播速度与检测角呈现二次函数关系。通过试验分析得出应力波在原木纵向心材和边材传播速度与径向传播速度比的域值。     

基于应力波与X射线二维CT图像原木内部腐朽无损检测

木材无损检测技术是在20世纪60年代后逐步兴起的对木材性质进行非破坏性检测的技术,如今该技术已多达几十种,产生了多种多样的木材无损检测方法。为了更好地运用这些方法,找出它们的优缺点,有必要对它们检测木材内部缺陷进行试验和评价。同时使用应力波和X射线两种方法对原木内部腐朽进行检测,结果表明：应力波和X射线二维CT图像都能检测出原木内部腐朽,显示出腐朽的区域,而且能利用图像计算出腐朽区域的面积。两种方法计算出的腐朽区域的面积准确度φ都较高,但是应力波二维CT图像在其他许多方面逊于X射线二维CT图像：应力波二维CT图像对腐朽区域形状的显示不够准确,不能根据图像辨别出腐朽的严重程度,利用图像确定腐朽面积效率很低;X射线二维CT图像对腐朽区域形状的显示与实际较吻合,可以根据图像辨别出腐朽的严重程度,利用图像确定腐朽面积效率高。但是X射线仪器笨重不便携,而应力波检测仪轻快便携。     

粘弹性基桩中应力波的传播特征

将基桩视为一维粘弹性杆件,同时考虑桩侧土体对基桩产生摩阻力作用的情况下,研究了位移波和应力波在不同类型的基桩中的传播特性.同时,分析了桩身驰豫时间、桩侧土的等效粘滞阻尼系数、桩底土的单位刚度等因素对应力波的影响.指出桩侧土的等效粘滞阻尼系数仅影响应力波的振幅,对其频率和相位没有影响;桩底土的单位刚度仅影响应力波的相位,对其频率和振幅没有影响;而桩身驰豫时间不仅影响应力波的振幅,而且影响其频率,随着桩身驰豫时间的增大,其频率越低.     

弦向角对应力波在原木横截面传播速度的影响

为了研究应力波在原木横截面上传播时应力波波速的变化规律及其影响因素,选择柞木、红松、臭冷杉和大青杨4个树种的原木为试验材料,在原木的横截面上,测试不同弦向角所对应的应力波波速,并用MATLAB软件对弦向角和应力波波速进行曲线拟合。结果表明:1) 随着弦向角的增加,应力波在柞木、红松、臭冷杉和大青杨原木横截面上的传播速度均呈3次曲线趋势增加; 2) 当弦向角大于36°时,应力波在大青杨原木横截面上的传播速度最快,在柞木原木横截面上的传播速度最慢; 3) 应力波在柞木、红松、臭冷杉和大青杨原木横截面上的径向最大传播速度分别为1 109.0,1 220.4,1 245.8和1 618.3 m ·s^-1。     

应力波和超声波在立木无缺陷断面的传播速度

为进行立木无损健康检测,采用Arbotom应力波成像系统、Resistograph针式阻抗仪和RSM-SY5超声仪对4个树种共计120株树分断面进行测试,研究超声波和应力波在立木108个无缺陷断面传播速度变化规律,并对比分析二者的差异和相关性。结果表明: 1) 采用8个测点对立木测试时,超声波和应力波在立木无缺陷断面具有类似的传播规律,即沿Path A(相邻两传感器)传播时速度最低,沿Path D(径向传播)传播时速度最高,从Path A到Path D传播速度呈递增的变化趋势; 2) 对于小叶杨、榆树、旱柳、水曲柳4种立木, Arbotom测得的无缺陷断面应力波径向传播速度平均值分别为788.46,1 025.45,940.62和1 146.06 m ·s^-1; RSM-SY5测得的超声波径向传播速度平均值分别为1 159.57,1 537.5,1 323.15和1 558.6 m ·s^-1; 3) 尽管Arbotom和RSM-SY5测得的应力波和超声波传播速度差值较大,但二者的径向传播速度具有显著正相关性,决定系数R²均在0.77以上,因此采用这2种仪器对立木进行无损检测都是可行的。     

古建筑木材中应力波传播速度的影响因素

对应力波在古建筑木材中传播速度的影响因素及其影响规律进行了检测和分析,目的是找出各种因素变化与应力波扫描图像之间的关系,从而更好地判定木材内部缺陷的位置和面积。研究表明:含水率对应力波传播速度影响显著;在相同含水率下,应力波径向传播速度大于弦向,其传播方向偏离髓心越远,传播速度越小;树种和年代对应力波传播速度也有影响。     

应力波在树木径切面内的传播速度模型

[目的] 研究应力波在不同树木径切面内传播速度的变化情况,建立传播速度模型,以期进一步认识应力波在树木径切面内的传播规律及其影响因素,为树木内部缺陷的三维成像技术提供理论依据。[方法] 首先通过理论分析,建立应力波在树木径切面内的传播速度模型;然后以浙江农林大学植物园内8类有代表性的树种（香樟、枫香、乐昌含笑、鹅掌楸、响叶杨、悬铃木、松树、白杨）为试验材料,在样本径切面上,采用Arbotom应力波木材无损检测仪测量与径向成不同角度方向的应力波传播时间,计算不同角度方向上的应力波传播速度,并对健康样本径切面内沿方向角θ的应力波速度v_θ和径向应力波速度v₀的比值v_θ/v₀与方向角θ之间的关系进行回归分析。[结果] 应力波在健康香樟样本径切面内的传播速度随方向角的增大而增大,径向传播速度最小,其原因是当应力波在树木内部沿径向传播时,传播方向与树木纤维方向垂直,受到细胞壁边界的阻碍较多,传播速度较慢;而随着方向角的增大,应力波传播方向与树木纤维方向逐渐平行,受到细胞壁边界的阻碍变少,传播速度逐渐增加。枫香、乐昌含笑、鹅掌楸、响叶杨4种树种的健康样本在相同方向角上的应力波传播速度大小不同,但其变化规律与香樟活力木相同。对健康样本试验数据的拟合结果为v_θ/v₀≈kθ²+1（0≤k≤1）,k值取决于被测树木的物理力学参数。在所建立的回归模型中,决定系数R²均大于0.92,表明模型具有较高的拟合优度。在有缺陷的悬铃木样本试验中,径切面上方向角为-20°～-50°的应力波传播路径经过缺陷区域,其余传播路径均位于健康区域内。当应力波传播路径位于径切面的健康区域时,传播速度随方向角的变化趋势满足一元二次函数模型;但当应力波经过径切面的缺陷区域时,传播速度明显降低,不再符合正常情况下的传播速度模型。针对松树和白杨原木试样,人工设计了空洞缺陷,并对产生空洞前后的原木径切面的应力波传播速度进行了对比。最后,基于建立的径切面内应力波传播速度模型,设计了一种树木内部缺陷四向交叉检测方法,该方法能够较准确地检测木材内部缺陷的位置。[结论] 在健康树木的径切面上,方向角θ与v_θ/v₀之间满足一元二次函数关系v_θ/v₀≈kθ²+1（0≤k≤1）,对不同树种的检测结果均表明了该模型的有效性;进一步的试验证明了该速度模型对于树木内部缺陷检测具有很好的指导作用。     

联合运输机设计忽视的因素

联合运输机组的滚筒出河机在设计,试验研究过程中都忽视了原木重心与原木形心位置不一致的因素。它促使较在径级原木在滚筒出河机上打横,造成停机。