SPF规格材弹性模量的动态测试及其概率分布

【目的】应用频率法精确测量SPF规格材的弹性模量,探讨应用威布尔分布分析其弹性模量数据的可行性。【方法】从南京北美木屋有限公司一批SPF规格材中随机抽取容量为300的样本作为试件,采用弹性绳垂直自由悬挂方式的支承结构对试件实现自由梁,模态试验验证自由梁的精度。在瞬态激励下,通过测试试件一阶弯曲频率,得其弹性模量值;应用应力波法验证频率法测试结果的正确性。对其测试数据采用Weibull分布拟合检验、威布尔分布和正态分布的K-S检验、SPF规格材总体弹性模量在给定值下的概率计算和SPF规格材质量评价的概率分布方法进行研究。【结果】频率法和波速法测得的弹性模量具有较好的相关性;从威布尔分布和正态分布在参数未知时的K-S检验结果可知,SPF规格材弹性模量不服从两参数威布尔分布(Eu=0),但服从于位置参数Eu大于最小测试值一半的三参数威布尔分布和正态分布;从SPF规格材总体弹性模量在给定值下的概率数据分析可得:以3 500,4 000,4 500 MPa为Eu的设定值时,计算的概率值稳定且基本相同,这时Eu设定值分别是弹性模量测试的最小值5 526 MPa的63%,72%和81%,因此推荐采用根据实测数据最小值的60%~80%作为位置参数Eu设定值的三参数威布尔分布进行概率计算;三参数威布尔分布和正态分布计算的SPF规格材弹性模量在给定值下的概率相等;从SPF规格材弹性模量的概率分布曲线和概率密度曲线可知,威布尔概率密度相对于它的均值(9 997 MPa)略显不对称性,弹性模量不超过7 000 MPa时,正态概率分布曲线略高于威布尔概率分布曲线,超过7 000 MPa后,则正好相反。【结论】模态试验验证了文中的试验装置实现了试件自由悬挂的支承条件,提出了频率法的测试方案,保证了一阶弯曲振动固有频率测试精度,可靠地推算出SPF规格材的弹性模量;瞬态激励频率法测试SPF规格材的弹性模量具有简便、快速、重复性好和精度高的优点;频率法和波速法测出的弹性模量具有较好的相关性,验证了频率法测试弹性模量的正确性;SPF规格材总体弹性模量服从三参数的威布尔分布和正态分布,并不服从于两参数的威布尔分布;正态分布计算的弹性模量不超过7 000 MPa的概率高于威布尔分布的计算值,在其他范围,2种分布计算的概率值是相同的;SPF规格材总体弹性模量的三参数威布尔概率密度曲线相对于均值略显非对称性;在确定威布尔分布参数时,推荐按最小试验数据的60%~80%设定位置参数Eu值;计算SPF规格材总体弹性模量均值、标准离差和弹性模量在给定值下的概率,除弹性模量在低端范围内、正态分布计算的概率高于威布尔分布外,其他范围计算的概率值相同;应用三参数威布尔分布和正态分布计算SPF二级规格材总体的弹性模量不超过8 000 MPa的概率分别为13.8%和13.6%。     

SPF规格材静、动态弹性模量研究

采用无损横向振动法和三点静态弯曲法,对加拿大进口的云杉-松-冷杉(Spruce-Pine-Fir,SPF)J等级规格材的动、静态弹性模量进行测试和评价。结果表明,SPF规格材有明显的两个峰值,其一阶频率峰值平均为44.78Hz,二阶频率峰值平均122.61 Hz;两种方法测得的SPF弹性模量服从正态分布,近1/3的规格材弹性模量值在10000~11 000 MPa;动、静态弹性模量平均值分别为10 983 MPa和10 523 MPa,SPF规格材动态弹性模量比静态弹性模量高4.38%,动、静态弹性模量值之间具有非常强的相关性(R~2=0.91)。     

正交胶合木铁杉规格材弹性模量的动态测试及应力分等

为使规格材力学性能满足制造足尺正交胶合木(CLT)楼板和墙板的需要,笔者采用横向振动法,对加拿大铁杉规格材的顺纹弹性模量进行动态测试及其应力分等研究,并从被测试件中随机抽取50根通过应力波法进行对比测试,以验证测试及分等结果的可靠度。研究表明,所用铁杉规格材顺纹弹性模量平均值均达到制造CLT性能要求;顺纹弹性模量测试结果基本符合威布尔分布规律;依据其顺纹弹性模量性能进行应力分等后,达到1.5E应力等级的铁杉锯材占总数的35.0%,达到2.0E应力等级的铁杉锯材占总数的34.8%;横向振动法测试结果与应力波法测试结果相关系数达到0.815,具有较高的吻合度。上述有利于确保后续CLT的结构设计、性能预测、加工制造和性能评估等工作,并对促进国内CLT木建筑的良性发展具有工程应用价值。     

基于虚拟仪器技术的规格材应力分等系统设计

介绍了一种基于虚拟仪器技术的规格材应力分等测试系统.该系统在LabVIEW编程环境下完成对信号的采集、显示及数据分析,实现对试件力学性能的检测,并成功应用于木结构规格材的应力分等试验中,取得较满意效果.     

落叶松指接规格材弹性模量的研究

研究指接、锯材等级对兴安落叶松结构用指接材弹性模量的影响,分析不同检测方法评估落叶松指接规格材弹性模量的可靠性。以落叶松锯材为原料,根据纵向基频振动(FFT)测试结果将其分为M_E12、M_E14、M_E16、M_E18四组,制备截面为40 mm×90 mm的规格材和指接规格材;分别利用纵向基频振动(FFT)、横向振动(TV)、机械应力分等级(MSR)测试评估指接材的静态弹性模量。结果表明:落叶松规格材和指接规格材是一种高弹性模量的锯材,其平均弹性模量大于SPF目测二级规格材的弹性模量;分级后,不同等级指接材弹性模量差异显著;指接加工降低中低等级锯材的弹性模量,但不影响高等级锯材的弹性模量;利用MSR测试结果评估指接材的弹性模量效果最佳,但其设备复杂,结合FFT设备的优点,推荐工厂使用FFT在线检测落叶松指接规格材的弹性模量。     

应力波法评价结构用指接材的抗弯性能

采用应力波无损检测方法测试落叶松、樟子松结构用指接规格材的动态弹性模量,并建立了动态弹性模量与抗弯强度的线性关系。研究结果表明,动态弹性模量与静态弹性模量和抗弯强度之间存在线性相关性。     

四种方法测木质材料动弹性模量的对比研究

为寻找比较准确的估计木质材料静弹性模量的方法,以色木方材为例,采用纵向应力波、超声波、纵向共振和弯曲共振等4种方法检测41个无瑕疵试件的动弹性模量,采用静态载荷法测量其静弹性模量,并分析二者的相关性,采用配对t检验比较不同方法的差异。研究结果表明：四种方法测得的木质材料动弹性模量均高于其静弹性模量,但静、动弹性模量之间均呈显著的线性相关性,R2都大于0.7,因而四种方法都可以用来估计其静弹性模量。其中,弯曲共振法得到的样本试件动弹性模量与静弹性模量的差值均值最小,且相关性最高,因而运用弯曲共振法对木质材料静弹性模量进行估计最为准确,检测值也最接近静弹性模量值。     

SPF规格材蠕变特性研究

以轻型木结构建筑常用的SPF规格材为研究对象,采用简支梁中部集中加载的方式进行短期弯曲蠕变试验。结果表明:在不同试验条件下蠕变经过瞬态蠕变阶段、相对稳定蠕变阶段。试件在不同持续负载水平下的蠕变应变-时间曲线具有几何相似性,其曲线的形状和走向趋势大致相同。蠕变变形量和曲线上的跳跃点随着应力水平的增加有增大的趋势。相比于侧弯受力,平弯蠕变速率更大,承载强度损耗较大。     

钢琴音板木材的杨氏模量动态法测量及其评价

以钢琴音板用西加云杉锯材试件为研究对象,依据梁的纵向、横向弯曲原理及其动力学理论,采用振动频率法和声学频率法,测量该批试材在自由支承状态下的基频值,得到杨氏弹性模量值,并对其性能进行评价。     

应力波在原木中传播理论的研究

对原木中微小单元进行动力学分析,确定应力波沿原木轴向传播的波动方程,应用分离变量法,得出应力波沿原木轴向传播的位移、速度、应力和应变方程。根据波动学理论中的反射和透射原理,从传播方向与界面垂直和不垂直2个方面得出界面两侧位移、速度、应力、应变的关系式。在此基础上,建立传播方向与界面垂直情况下的应力波沿原木径向或弦向传播的位移、速度、应力和应变方程。从这些方程可以得出:微小单元的位移、速度、应力和应变不仅与原木试件的弹性模量、密度有关,而且与小锤的敲击力、小锤与原木试件作用时间、敲击方向有关。     

甲醛释放量穿孔法和抽吸法测定值的相关性

分别采用穿孔法和抽吸法测定了中密度纤维板的甲醛释放量值,测试结果表明,用穿孔法和抽吸法测得的甲醛释放量,两者所得数据之间有很好的相关性,存在着一定的换算关系。同时,测试结果显示:一张板材内不同位置甲醛释放量值存在较大的差异。     

高压放电法、传导法及二者结合法干燥木材比较实验研究

采用高电压放电法干燥木材能实现木材整体加热,木材整体温度及湿度的均匀分布,在短时间内获得高质量的干燥木材.但高电压干燥法消耗的电能昂贵.热传导法干燥利用木材燃烧废料产生热能,能节约干燥成本.由于这两种方法的压力梯度与温度梯度方向相反,能实现相互抵消补偿,可达到降低沿截面压力梯度的目的,从而获得高质量的干燥木材,因此笔者分别利用高电压放电法、传导法及二者结合法进行了干燥木材比较实验研究.研究表明,利用高电压放电法结合传导加热法干燥木材,能以较少的消耗干燥成本及较短的干燥时间获得高质量的木材.     

醇提水沉与水提醇沉对桉叶多酚提取物抗氧化活性的影响

本文以氧化自由基吸收能力(ORAC)、DPPH自由基清除能力以及多酚含量为指标,探讨醇提水沉法、水提醇沉法对桉多酚提取物抗氧化性的影响.结果表明,醇提水沉法上清液组分ORAC值高于其沉淀组分,也高于水提醇沉法的沉淀组分和其上清液组分.醇提水沉上清液组分多酚含量以及清除DPPH自由基活性均强于其他组分.因此可得醇提水沉法优于水提醇沉法,这对桉多酚后期的分离纯化起到指导作用.     

植物种质资源圃规划建设的理论和方法

活体植株保存是植物种质资源保存的主要方式之一,世界上许多国家和国际组织都在建设种质资源圃以保存种质资源,我国政府已设立专项经费开展种质资源保护工作。种质资源圃的合理规划建设直接影响种质资源保存和研究的成效,本文在理论分析和实践总结的基础上提出种质资源圃建设的意见。     

干燥器法与穿孔萃取法测定中密度纤维板甲醛释放量的相关性研究

分别采用GB 18580标准中的干燥器法和穿孔萃取法检测中密度纤维板的甲醛释放量，并根据两种方法检测出的结果分析其相关性。结果表明，两种检测方法呈显著线性相关。     

大跨度悬索静力构形和内力计算方法

建立悬索重力曲线方程的差分形式,给出悬索在自重、索端移动、集中力作用下非线性分析的一种简单的有限差分法迭代模型。与有限元方法不同,本方法不需要悬索初始线形,只需要输入悬索两端坐标、索截面面积、弹性模量、初始张力,可计算悬索在不同状态下的张力和线形,算例表明该方法收敛速度快,精度高。     

植物区系的研究方法概述

介绍了几种常用的植物区系研究方法,并对当前植物区系研究中的相关问题进行了初步的讨论。     

双轴向力学性能测试方法及其应用

阐述了双轴向测试的研究方法及其应用,为双轴向测试的系统研究提供参考,同时提出了双轴向测试在竹／木加工领域的应用现状及展望。     

如何运用有限单元法进行挡土墙设计

详细地阐述了如何运用有限单元法进行挡土墙设计 ,通过与常规的设计理论对比 ,得出有限单元法是一种可靠的设计方法 ,其结果可应用于施工方案设计     

工程监理模式及费用支付方式的探讨

分析目前我国工程监理行业主要存在的问题,以及国内外建筑市场环境中存在的对工程监理行业的挑战和机遇。根据竞争优势理论,提出如果我国工程监理行业要获得核心竞争力,在国际竞争市场上能够更好的生存和发展,就必须改革现有的工程监理模式。本文还对监理费施行政府支付方式进行探讨,提出政府支付办法可解决目前监理费用支付不合理的状况,实行监理费政府支付办法对完善我国的建设市场,促进我国的经济建设都会产生深远的影响。