木纤复合材料动态特性的振动法检测研究.pdf

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1、第23卷第2期2010年3月机电产品开崖与剀新Development＆InnovationofMachinery＆ElectricalProductsVOI．23．NO．2Mar．．2010文章编号：1002—6673(2010)02—121—02木纤复合材料动态特性的振动法检测研究黄跃娟，张冬妍(东北林业大学机电工程学院，黑龙江哈尔滨150040)摘要：利用振动无损检测法测定木纤复合材料的动弹性模量，并与力学试验机测定的静弹性模量进行比较。结果表明：利用振动法测得木纤复合材料弹性模量的精度好，动弹性模量

2、与静弹性模量密切线性相关。并建立木纤复合材料的动态特性无损检测系统。关键词：木纤复合材料；弹性模量；振动；无损检测中图分类号：TM93文献标识码：Adoi：lO．3969／j．issn．1002—6673．2010．02．052Vibration-basedMethodofWood-fiberCompositeMaterialsStudyonDynamicCharacteristicsofNon-destructiveTestingHUANGYue-Juan，ZHANGDong-Yan(Northeast

3、ForestryUniversity，MechanicalandElectricalEngineering，HarbinHeilonl豸iang150040，China)Abstract：Thebasictheoryofvibrationwasdiscussed．VibrationnondestructivemeasurementmethodwasadoptedtomeasuretheaynaInicehsticmodulusofwood—fiberboardcomposite．whichwascompa

4、redⅥddlthes钮ticehsticmodulusmeasuredbyamechanicaltestmachine．TheexperimentalresultsshowthatthemeasuredaynaIllicehsticmodulusofwood—fiberboardcompositebasedonvibrationmethodisofhigheraccuracy,andthecorrehtionbetweenthes钮ticehsticmodulesandayn锄icehsticmodul

5、usiscloselylinearrelated．Theconstructednondestructivevibrationmeasuringsystemforthemechanicalpropertiesofwood—fiberboardcompositeisalsoapphedtoothercharacteristicsmeasurementofcompositematerials．Keywords：wood-fiberboardcomposite；dynamicelasticmodulus；vibr

6、ationmethod；nondestructivemeasuring0引言在不破坏材料的性质和使用效果的前提下，对复合材料性能进行有效的检验和测试，是综合评价其物理力学性能及特性应用的重要基础环节。无损检测技术为这一目的的实现提供了良好的途径。复合材料动态特性的无损检测标志着无损检测技术，己由定性检测材料的缺陷进入到定量检测材料的物理力学性能的新阶段，这将促进传统测试方法巨大变革，使质量控制和管理达到新水平，为生产过程自动化准备了必要的条件。无损检测的主要方法有射线检测、超声波检测、应力波检测、微波检测

7、、振动法检测等11]，其中，振动法无损检测啪在其应用的便利性、经济性等方面占有优势。采用无损检测技术测量木纤复合材料的力学性能指标，具有测量时间短，方法简便，不破坏材料使用性能，易实现实时在线检测的优点。虽然其测量结果与材料的实际情况并不完全一致，但大量研究表明，材料的动态弹性模量与静态弹性模量之间具有显著的相关关系[5，61，这为利用动弹性模量来推测木纤复合材料的静收稿日期：2010—01—04作者简介：黄跃娟(1982一)，女，硕士研究生。主要研究方向复合材料智能检测。弹性模量值，进而预测木纤复合材料

8、的力学强度提供了重要思路。因此本文通过设计基于振动法的无损检测测量装置，对木纤复合材料的动态特性进行检测与分析研究。1振动理论振动通常指的是周期性振动，是指物体沿着直线或曲线以一定的时间为周期经过其平衡位置所作的往复运动。共振是振动的一种特殊情况，共振是指物质在强度相同而周期变化的外力作用下，能够在指定的频率下振幅急剧增大并得到最大振幅的现象。共振现象对应的频率称为共振频率或固有频率。物体的共振频率由它的形体大小、几何形状、振