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1、《家具涂料與涂飾工藝技術(shù)》課程論文論文要求所占分比例（100分）得分論文格式20論文結(jié)構(gòu)30論文條理內(nèi)容40參考文獻10總分學院：材料科學與工程學院專業(yè)年級：2011級木材科學與工程學生姓名:杜鑫學號:20110716設(shè)計(論文)題目：木質(zhì)材料性能檢測的現(xiàn)狀與發(fā)展探討指導教師:孫德彬日期:2014年12月18日木質(zhì)材料力學性能檢測的現(xiàn)狀與發(fā)展探討杜鑫中南林業(yè)科技大學材料科學與工程學院，長沙市，410000摘要:木質(zhì)材料用途廣泛，在建筑、家具和包裝等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。目前，木材無損檢測技術(shù)發(fā)展很快，應用到木材性質(zhì)檢測的無損檢測方法已達幾十種，然而對木質(zhì)材料
2、力學性能的檢測還處于相對初級階段，具有較大的挑戰(zhàn)性。本文對木質(zhì)材料力學性能的無損檢測方法和原理進行歸納與總結(jié)，闡述幾種主要檢測技術(shù)(如應力波檢測、超聲波檢測、振動法檢測)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、檢測特點及存在問題。在此基礎(chǔ)上，提出木質(zhì)材料力學性能無損檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢。關(guān)鍵詞:木質(zhì)材料;無損檢測;力學性能木質(zhì)材料是一類包括木材和以木材(或其廢料)為主要原料，經(jīng)過機械加工，物理化學處理而得到的具有木材基本特征和主要組分的材料。在現(xiàn)代，木質(zhì)材料已形成一個品種較多、性能差異較大的材料體系，它包括木材、改性木材、木質(zhì)人造材料(膠合板、纖維板、刨花板)和木質(zhì)復合材料(木材
3、塑料、木材層積塑料、塑化碎料板)等幾大類［1］。無損檢測與傳統(tǒng)的測量方式相比，最大特點是不破壞材料的原有特性，而且能在短時間內(nèi)獲得期望的結(jié)果。各種無損檢測方法的基本原理幾乎涉及到現(xiàn)代物理學的各個分支，其測量結(jié)果必須與一定數(shù)量的破壞檢測結(jié)果相比較，才能建立可靠的基礎(chǔ)并得到合理的評價。目前應用到木材性質(zhì)檢測的無損檢測技術(shù)已達幾十種，利用這些方法可以測定木質(zhì)材料的密度、含水率、力學性能和內(nèi)部缺陷，以及古建筑木構(gòu)件的檢測和評估、古樹名木的健康狀況評價等領(lǐng)域［2］。對木質(zhì)材料力學性能的檢測主要是為了其應用價值的確定和質(zhì)量分等，木質(zhì)材料的力學性能包括彈性模量、靜曲強度
4、和內(nèi)結(jié)合強度等。其中彈性模量是代表其力學性能總體情況的有效指標，也是木質(zhì)材料一種最重要、最具特征的力學性質(zhì)，是實現(xiàn)木質(zhì)材料無損檢測的重要參數(shù)及強度在線實時自動分級的基本依據(jù)。與木質(zhì)材料內(nèi)部缺陷、密度和含水率等無損檢測相比，對其力學性能的無損檢測處于相對初級階段，具有較大的挑戰(zhàn)性。1木質(zhì)材料力學性能無損檢測方法(1)振動法。對木材試件施力使其產(chǎn)生振動，通過傳感器測得試件的自由振動頻率和自由振動的減幅程度及試件質(zhì)量，根據(jù)木材試件的振動特性與彈性模量之間的相關(guān)關(guān)系，得出試樣的彈性模量。(2)聲波法。聲波法可分為聲發(fā)射技術(shù)(AE)和超聲波技術(shù)(AU)［3］。聲發(fā)射
5、法是利用木質(zhì)材料受外力或內(nèi)力作用產(chǎn)生變形或斷裂時，會以彈性波形式釋放出應變能的原理，測定木質(zhì)材料發(fā)射的聲波，并依據(jù)聲波的波形來確定材料內(nèi)部的裂紋、缺陷、結(jié)構(gòu)變化、破壞先兆等內(nèi)部動態(tài)信息或其物理力學性能。超聲波法是在被測試件厚度與波長相比可以忽略的情況下，沿長度方向向被測物某一端面輸入一個超聲波，在另一端檢測記錄傳經(jīng)被測物的超聲波波形。由于超聲波在物質(zhì)中傳播時會發(fā)生衰減現(xiàn)象，其縱波波速c與介質(zhì)密度ρ、超聲彈性模量E的關(guān)系為E=ρc2，在測出超聲波速度后，計算出木材的彈性模量。根據(jù)彈性模量與力學性質(zhì)的正相關(guān)性，可以估算出被測木材的機械強度。(3)機械應力法。機
6、械應力檢測法的基本原理有兩類，一類是施加恒定力于被測試材，測定相應的變形;另一類是施加恒定變形于被測試材，測定相應的載荷，然后計算出被測試材的彈性模量和抗彎強度。測試結(jié)果與實驗室靜態(tài)測試值相比，其偏差在±2%～±5%以內(nèi)［2］。(4)沖擊應力波法。應力波檢測法為接觸類檢測，利用撞擊在木材或木質(zhì)構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生的機械波傳播，根據(jù)木質(zhì)構(gòu)件的彈性模量E與應力波速度v和木質(zhì)材料密度D之間存在關(guān)系E=v2D/g，其中g(shù)為重力加速度。通過測量應力波傳播速度就可確定木質(zhì)材料的彈性模量，并對靜曲強度及內(nèi)結(jié)合強度進行有效的預測。(5)FFT分析檢測。FFT是快速傅立葉變換(Fa
7、stFourierTransform)的縮寫，它是一種利用子計算機技術(shù)對信號頻譜進行快速分析的方法。其基本原理是通過敲擊試樣使其產(chǎn)生撓曲振動，并瞬間拾取音響來檢測振動，利用FFT進行瞬間頻譜分析求出各次共振頻率，應用Timoshenko理論根據(jù)測得的共振頻率及試樣的密度和外形尺寸，由計算機計算出被測試樣的抗彎彈性模量E和剪切彈性模量G［4］。(6)射線法。以射線透射木質(zhì)材料，用射線接收傳感器直接測量窄小范圍內(nèi)透射試樣前后射線強度的變化，射線衰減率的一般表達式為:I=Ioe－μh，式中:Io為入射前強度，I為入射后強度，h為木材試件厚度，μ為衰減系數(shù)。根據(jù)射
8、線衰減率以及試樣的平均吸收系數(shù)推算出木質(zhì)材料的密度，根據(jù)密度與木質(zhì)
