薄板木质材料剪切模量的动态检测

为实现薄板木质材料剪切模量的快捷检测,提出了一种悬臂梁自由振动的方法——悬振法,即通过测量试件在悬臂自由振动时的第一阶固有频率和衰减振动波形的对数减幅系数,来检测材料的剪切模量。利用自行研制的薄板类木质材料力学性能快速测量仪,对4种材质、6种规格的薄板木质材料试件进行了检测试验,且将测得的剪切模量与试件的弯曲弹性模量进行了相关性分析。结果表明:悬振法测得的剪切模量与材料弯曲弹性模量间存在非常显著的线性相关关系。      

薄板类木质材料弹性模量的动态测定

传统的材料弹性模量测定方法都是对材料试件进行静态变形试验,测定过程复杂、消耗时间长。本文以快速测量薄板类木质材料弹性模量为目标,探讨了一种基于悬臂梁自由振动原理的动态无损快速测定方法,研制出1台测量装置样机。首先用垂直悬臂夹持薄板木质材料试件上端,然后对其自由端施加1个初始变形,使其自由振动起来。采集试件振动信号,分析计算出振动的第一阶固有频率和振幅对数减缩,进而计算出试件的动态性能。测定效果表明:测量装置样机达到了研发目的,能快速测量试件的动态弹性模量。     

用振动方式测定足尺人造板弹性模量

为了无损检测足尺人造板的弹性模量,提出一种基于薄板横向自由振动原理的测定方法。利用自行开发的足尺人造板力学性能检测试验装置,以206张足尺人造板为试验对象,包括86张刨花板和120张胶合板,进行了测定试验。同时,从每张板材上裁制6块小试件,通过传统的小试件3点弯曲检测法来获得静态弹性模量,并将2种检测方法的结果进行对比。结果表明:以所有足尺人造板为研究对象,足尺人造板动态弹性模量比其静态弹性模量稍大,两者比值为1.03~1.22;2种检测方法获得的足尺人造板弹性模量值间的相关系数为0.94（P<0.001）,证明基于薄板横向自由振动原理的足尺人造板弹性模量振动方式测定是可行的。图5表4参19     

刨花板动态剪切弹性模量的无损检测

用表面波传播法来测定刨花板的动态剪切弹性模量，并与利用弯曲振动试验测得的动态剪切弹性模量进行了比较分析，结果表明：利用表面波传播法来测定刨花板的动态剪切弹性模量的合适的，不同方法测得的弹性模量值不同，但它们之间存在着一定的内在联系。     

横向振动方法评估大尺寸规格材静态抗弯弹性性质

该文通过比较大尺寸规格材动态和静态弹性模量之间的相互关系，探讨利用横向振动方法预测大尺寸板材抗弯弹性性质的可行性. 根据ASTM D198-99和ASTM D4761-96标准分别测定了加拿大针叶树商品材云杉-松-冷杉类大尺寸规格材 (38 mm×89 mm×3 658 mm) 的静态抗弯弹性模量E1和E2，并通过横向振动无损检测设备得到的动态弹性模量Etv对静态测试结果进行预测. 试验结果显示，横向振动方法得到的动态弹性模量Etv的平均值最大，比静态抗弯弹性模量E1和E2的平均值分别高5%(0.56 GPa)和15% (1.46 GPa). 动态弹性模量Etv与静态载荷方法测得的E1和E2都具有很好的相关性，相关系数分别为0.853 和0.881，均在0.01水平上呈显著相关. 该研究表明，横向振动方法能够快速准确地预测大尺寸规格材的静态抗弯弹性性质，是一种具有发展潜力的无损检测评估技术.      

刨花板动态抗弯弹性模量的无损检测

利用弯曲振动试验，纵波传播试验，纵波共振试验测定刨花板的动态弯弹性模量，并分析了各所得结果之间的关系，结果表明，不同方法测得的弹性模量值不同，但它们之间存在着一定的内在联系。     

基于偏心压辊机械应力分等法的规格材弹性模量检测

用自行设计的基于弯曲法连续式偏心压辊的规格材动态弹性模量检测设备(偏心压辊机械应力分等机)进行中点加载弯曲法检测实验、用万能力学试验机进行三点弯曲检测实验,获得同批次对应落叶松规格材试件动态弹性模量、静态弹性模量,对规格材试件的动态弹性模量与静态弹性模量建立线性回归方程。分析结果表明:动态弹性模量与静态弹性模量之间存在明显的相关性,相关系数达到0.86,且在0.01水平显著;验证了偏心压辊机械应力分等机检测,可以正确的反映规格材强度等级。     

MDF弹性模量、泊松比和剪切模量静态测试方法探讨

提出了一种静态测试MDF泊松比μ和弹性模量E的新方法,即悬臂板静态弯曲法。首先,阐述了悬臂板静态弯曲法测试MDF泊松比和弹性模量的原理。根据MDF悬臂板受集中力作用下静态弯曲应力、应变分析,确定了静态测试MDF泊松比的十字应变片粘贴位置。为说明悬臂板静态弯曲法测试MDF弹性模量和泊松比的正确性,采用轴向拉伸法、四点弯曲法进行MDF的弹性模量和泊松比值的验证试验。最后,针对MDF为各向同性材料特点,通过方板静态扭转试验测得的剪切模量G,验证悬臂板静态弯曲法测试弹性模量和泊松比的正确性。结果表明:悬臂板静态弯曲法中,用于测试泊松比的应变片粘贴位置由板内横向应力σ_y=0的位置所确定;悬臂板静态弯曲法和轴向拉伸法测试的MDF的泊松比和弹性模量吻合得相当好,悬臂板静态弯曲法测试泊松比和弹性模量的正确性得到轴向拉伸试验的验证;悬臂板静态弯曲法测试MDF弹性模量E、泊松比μ的正确性还得到方板静态扭转试验的验证,即根据悬臂板静态弯曲法测试得到MDF的弹性模量和泊松比,并按G=E/2(1+μ)推算剪切模量G是可行的。      

基于虚拟仪器的木材振动无损检测系统研究

采用研华公司的PCI-1712L数据采集卡和北京声望公司的MPA201传声器构建了木质复合材料无损检测虚拟仪器系统。在图形化虚拟仪器开发环境Labview6.1下开发了应用软件,测试中的数据采集的控制以及数据处理都由软件完成。应用虚拟仪器系统进行了振动无损检测试验。结果表明,用虚拟仪器测得的动弹性模量与FFT测得的动弹性模量的相关系数为0.958,与力学试验机测得的静态弹性模量的相关系数为0.874,呈高度线性相关,可以用虚拟仪器来测定木材动弹性模量;虚拟仪器技术在木质复合材料无损检测方面具有结果准确、操作简单和成本低等优点。     

单板层积材动态弹性模量的无损检测

利用振动无损检测方法,研究了在不同边界条件下杨木单板层积材的动态弹性模量,并且与常规静弹性模量进行比较,探索适合单板层积材弹性模量无损检测的方法。结果表明:对于不同的边界条件,单板层积材有不同的振型和固有频率,四边简支振动法与四边自由振动法测得的动态弹性模量平均值比较接近,回归分析表明二者之间具有密切的相关性;四边简支振动法比四边自由振动法操作简单,更容易实现;采用四边简支振动法、四边自由振动法测得的杨木单板层积材的动态弹性模量和国家标准的破损检测法测得的静态弹性模量在0.01水平下具有密切的相关性,静态弹性模量可以通过线性回归方程用动态弹性模量来表征。     

地暖对刨花板地板力学性质的影响

[目的]探索刨花板力学性质的变化规律。[方法]模拟地暖条件,以热处理时间和温度为试验因子,采用全因素试验方法对12mm刨花板进行热处理,研究地暖对刨花板地板力学性质的影响。[结果]温度对刨花板的内结合强度、静曲强度和弹性模量的影响比较明显,随着温度的升高,刨花板的内结合强度先增大后降低,静曲强度变化较小,弹性模量趋于降低。而在热处理过程中．时间对刨花板的静曲强度、弹性模量、内结合强度影响相对较弱。随着时间的延长,刨花板静曲强度和弹性模量只发生了较小波动,内结合强度则出现较大的波动。经过热老化处理,可以改善刨花板的力学性质。[结论]该研究为刨花板生产提供了参考依据。     

3种无损检测技术评估足尺规格材的静态弹性模量

首先利用横向振动、纵向基频振动和超声波3种无损检测法获得天然林樟子松Pinus sylvestris var.mongolica足尺规格材（38 mm×89 mm×4 000 mm）和人工林杉木Cunninghamia lanceolata足尺规格材（45 mm×90 mm×2 500 mm）动态弹性模量,同时根据D198-99（American Society for Testing and Materials）标准测试了其静态弹性模量;进而通过探讨动态与静态弹性模量之间的相互关系。研究结果表明,无论对哪种木材的规格材,利用上述3种无损检测方法获得动态弹性模量（Etv,Efr,Eusw）与静态弹性模量（Etru）平均值之间的关系为：Eusw〉Efr〉Etru〉Etv;动态弹性模量与静态弹性模量之间的线性相关极显著,表明这3种无损检测方法均可以用于评估规格材的静态弹性性质;从设备的方便、可靠和易操作等方面综合考虑,利用纵向基频振动法来评估规格材的静态弹性模量,其预测效果更为理想;天然林樟子松和人工林杉木比较而言,动静态弹性模量线性相关决定系数前者大于后者,即预测天然林樟子松规格材效果更好。     

腹板横截面剪切弹性模量对木质工字梁静曲挠度的影响

对竹大片刨花板（BW）、木质定向刨花板（OSB）和结构胶合板（SPly）的剪切性能和以其为腹板的3种木质工字梁（IB）静曲挠度的检测和分析结果表明：腹板横截面剪切弹性模量（MOEs）与IB的静曲剪切挠度和静曲总挠度成负幂指数关系;腹板MOEs的不足对IB静曲挠度的不利影响不容忽视;实际应用中应注意到IB的跨度对静曲剪切挠度的影响;具适当MOEs的BW、OSB和SPly均可满足IB对静曲剪切挠度的要求。建议我国相关标准和规范增补或修改对腹板用木质结构板的MOEs指标要求及其检测方法,以及对IB静曲挠度中静曲剪切挠度的控制指标及其实用性工程计算方法。     

基于悬臂梁弯曲的薄板木质材料应力松弛检测

基于悬臂梁弯曲原理对薄板木质材料应力松弛特性进行研究,并通过试验证明该检测方法的可行性。结果表明:应力值的衰减幅度先快后慢,测试2 h即可得到较为理想的应力松弛现象。高密度板和刨花板的应力松弛曲线比较平滑,中密度纤维板的应力松弛曲线平滑度略差,木塑板的应力松弛曲线能看到明显波纹。应力松弛系数m能直观地反映应力松弛曲线的衰减程度:m值越大,应力松弛曲线衰减越严重。      

不同含水率对四倍体刺槐抗弯强度及弹性模量的影响

为研究四倍体刺槐在弯曲负荷作用下破裂或折弯的变化规律,用数理统计的方法在万能力学试验机上对不同含水率的四倍体刺槐枝条的弯曲力学特性进行了研究。结果表明,4种含水率水平下,四倍体刺槐在弯曲载荷作用下的抗弯强度为54.12～94.42 MPa、弹性模量为4.81～9.30GPa。四倍体刺槐枝条的最大载荷在各个含水率水平下均随枝条直径的增大呈线性提高。四倍体刺槐的抗弯强度及弹性模量与含水率水平成一元线性相关关系,随含水率水平的降低四倍体刺槐的抗弯强度及弹性模量呈线性增大。