基于应力波原木内部腐朽检测理论及试验的研究

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1、摘要木材内部腐朽是木材主要缺陷之一，且腐朽的程度直接影响到造材质量，影响到木材等级的划分。因此，选择一种合理的木材内部腐朽的检测方法和技术，对提高造材质量，提高木材经济效益，节约森林资源尤为重要。本文在综合分析国内外林业研究人员对应力波检测术材性质的基础上，对应力波在原木内部的传播理论进行了系统的研究，首次建立了原木轴向应力波传播理论公式，即位移、速度、应力和应变方程：首次建立在应力波传播方向与界面垂直的前提下的原木径向和弦向应力波传播的传递方程，即位移、速度、应力和应变的传递方程。通过应力波在原木内部传播的反射和透射原理，对应力波检测原木内部腐朽的理论进行了分

2、析。通过对理论的进一步简化分析，用仿真软件对应力波在原木中的传播轨迹进行了模拟仿真。仿真结果能够真实反映应力波在原木中的实际传播情况。并通过现场试验和实验室试验，结果证明该传播理论正确。在理论分析的基础上，通过应力波测试仪对红松木材试件进行的检测试验，研究了木材长度、木材轴向和端部孔洞的分布对应力波传播时间、传播速度和弹性模量的影响，并对木材长度、孔径大小与应力波传播参数之间关系进行回归分析。得出应力波传播时间、应力波传播速度和木材弹性模量与木材长度均呈正相关。应力波传播时间与孔径大小呈正相关，而应力波传播速度和木材动态弹性模量与孔径大小呈负相关。端部孔洞对应力

3、波传播参数和木材动态弹性模量没有什么显著影响。首次用应力波测试仪对我国东北林区13种主要树种原木内部腐朽进行检测试验，并且对试验所得的原木内部腐朽形状与原木内部腐朽的实际形状进行对比分析。试验结果表明．应力波测试仪可以准确判断不同树种原木内部严重腐朽，并且能够得到原木内部腐朽的基本形状的二维图像。本文从理论分析、模拟仿真到试验结果，均证明了应力波能够检测原木内部腐朽。其研究结果对应力波技术检测木材及木材构造物的内部缺陷具有很高的理论意义和应用价值。关键词：原木；内部腐朽；应力波；传播理论；检测采鳓管脊、导师硒置勿全文公稚’ABSTRACTWoodinnerdec

4、ayisoneofthemaindefcctsoftimber．Theextentofinnerdecaywillhasimportantimpactstothequalityofbuckingandwillinfluencetheloggradingclassification．Therefore，itisimportanttoselectareasonablemethodandtechniqueoftestingtheinnerdecayforimprovingthebuckingqualityandincreasingtheeconomicalbenefi

5、tsoftimbers．Onthebasisofexpoundingtheresearchprogressesofstresswavetechniquesintestingwoodpropertiesinabroadandhome，thepaperstudysystematicallyonthepropagationtheoriesofstresswaveintimber,foundsthestresswavepropagationequationsalongtheaxis-direction，diameter-directionandstring·direct

6、ionoflog，includingthedisplacementequation，velocityequation，stressequationandstrainequation．Accordingtothereflectionandtransmissionprinciplesofstresswavepropagationinwood，thetestingtheoryoftestingwoodinnerdecaybyusingstresswavemethodisanalyzed．Bysimplifiedanalysisofthetheories，thesimu

7、lationsofpropagationtracksofstresswaveinlogaredonebyusingthesimulationsoftwareandthesimulationresultscarlindicatethefactualtracksofstresswavepropagationinlog．Afterthis，thetestingexperimentstoKoreanpineboardsamplingsbyusingstresswavetestingapparatusaredone．Thepaperstudiesontheimpactso

8、fboardlength