資源描述：
《結(jié)構(gòu)用木質(zhì)材料性能無損檢測(cè)與評(píng)價(jià)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、3結(jié)構(gòu)用木質(zhì)材料性能無損檢測(cè)與評(píng)價(jià)3.1概述結(jié)構(gòu)用木質(zhì)材料主要包括規(guī)格化鋸材（規(guī)格材）和重組型木質(zhì)結(jié)構(gòu)材，除了集成材、結(jié)構(gòu)用人造板、單板層積材(LVL)、單板條層積材(PSL)、大片刨花層積木(LSL)、定向結(jié)構(gòu)刨花板(OSB)等素材以外，還有一些復(fù)合制品，如木質(zhì)工字梁、三角桁架等。這些規(guī)格化的結(jié)構(gòu)材，一般被用在梁、墻體、柱體、屋頂桁架等部位，作為建筑的受力構(gòu)件使用。木質(zhì)材料的性能要求主要包括：物理性能、力學(xué)性能、耐久性（老化性能）、表面特性等。物理性能包括含水率、密度、吸水率等。力學(xué)性能包括彎曲強(qiáng)度、彈性模量、順紋抗拉強(qiáng)度、橫紋抗拉強(qiáng)度、膠合質(zhì)量、沖擊韌性、握螺釘力等。木材作為
2、一種歷史悠久的天然材料，一直以來在各個(gè)行業(yè)都有著廣泛的應(yīng)用。但是，木材的材性是各向異性，在其生長過程中會(huì)形成各種缺陷，各向異性和缺陷使木材的使用受到了一定的影響，因此需要對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)才能應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中。木材的無損檢測(cè)技術(shù)能在不破壞木材使用價(jià)值的基礎(chǔ)上做到對(duì)木材的使用性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，因而成為了一種重要的檢測(cè)技術(shù)。對(duì)于作為結(jié)構(gòu)用材的木材而言，無損檢測(cè)中的應(yīng)力分等技術(shù)則是使木材達(dá)到最佳使用效果的十分關(guān)鍵的技術(shù)。因此，無損檢測(cè)技術(shù)在結(jié)構(gòu)材的合理使用中起到了舉足輕重的地位。結(jié)構(gòu)用集成材、結(jié)構(gòu)用人造板、單板層積材(LVL)、定向結(jié)構(gòu)刨花板(OSB)等都是以木材為基礎(chǔ)經(jīng)過加工成形的木質(zhì)材料。
3、這些材料正成為當(dāng)前木結(jié)構(gòu)建筑中的主要應(yīng)用材料。這些材料在使用前，都有進(jìn)行力學(xué)性能檢測(cè)和缺陷檢測(cè)的需要和必要性。木質(zhì)材料無損檢測(cè)技術(shù)是一門新興的、綜合性的非破壞性檢測(cè)技術(shù)，可在不破壞木質(zhì)材料的本身形狀、原有結(jié)構(gòu)和原有力學(xué)狀態(tài)的前提下，利用當(dāng)今的物理方法和手段快速測(cè)量出木質(zhì)材料的尺寸、規(guī)格、表面形狀和基本物理力學(xué)性能。國外的木質(zhì)材料無損檢測(cè)技術(shù)早在20世紀(jì)50年代就開始研究。我國在木質(zhì)材料無損檢測(cè)方面的研究起步比較晚，從20世紀(jì)70年代末開始應(yīng)用X射線檢測(cè)方法對(duì)木材缺陷檢測(cè)進(jìn)行了試驗(yàn)性研究，而應(yīng)力分等技術(shù)在近十幾年逐步開始發(fā)展。19木質(zhì)材料無損檢測(cè)技術(shù)是建立在多學(xué)科基礎(chǔ)上的，在木質(zhì)材
4、料的監(jiān)控保護(hù)和生產(chǎn)加工中發(fā)揮了越來越重要的作用，促使木質(zhì)材料傳統(tǒng)測(cè)試方法發(fā)生根本的變革，使木質(zhì)材料的質(zhì)量控制和管理達(dá)到一個(gè)新的水平，為木質(zhì)材料生產(chǎn)過程的工藝控制和自動(dòng)化準(zhǔn)備了必不可少的條件。采用無損檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)的木質(zhì)材料物理力學(xué)性能主要包括：彈性模量、靜曲強(qiáng)度和內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度（這兩個(gè)指標(biāo)一般是需要破壞試件的）、密度以及含水率等。目前，對(duì)木質(zhì)材料的物理力學(xué)性能進(jìn)行無損檢測(cè)的主要方法如表1-1所示。表1-1木質(zhì)材料力學(xué)性能無損檢測(cè)技術(shù)主要方法檢測(cè)原理機(jī)械應(yīng)力檢測(cè)采用機(jī)械方法施加恒定變形(或載荷)于被測(cè)試樣上，測(cè)得相應(yīng)的載荷(或變形)，由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)算出試樣的彈性模量，并推測(cè)靜曲強(qiáng)度。振動(dòng)檢
5、測(cè)通過施加外力使試樣產(chǎn)生橫向振動(dòng)之后，通過傳感器測(cè)取試樣的自由振動(dòng)頻率，計(jì)算出試樣的彈性模量。沖擊應(yīng)力波檢測(cè)檢測(cè)通過試樣的縱向應(yīng)力波的速度，結(jié)合試樣的密度，確定出試樣的彈性模量，對(duì)靜曲強(qiáng)度及內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度等也可進(jìn)行有效的預(yù)測(cè)。射線檢測(cè)以射線透射木質(zhì)材料，用射線接收傳感器直接測(cè)量窄小范圍內(nèi)透過試樣前后射線強(qiáng)度的變化，根據(jù)射線衰減率以及試樣的平均吸收系數(shù)推算出木材的密度。超聲波檢測(cè)通過測(cè)定超聲波經(jīng)過試樣預(yù)定距離的傳播時(shí)間計(jì)算平均波速，然后可利用波速和密度計(jì)算試樣的彈性模量。微波檢測(cè)當(dāng)發(fā)射天線發(fā)射的微波遇到被測(cè)木材基體并透射時(shí)，將由于水分子的強(qiáng)烈吸收作用而使透射功率發(fā)生變化，根據(jù)接收天線接
6、收到的微波的功率變化與含水率之間的關(guān)系，即可測(cè)定出木材的含水率。木材按強(qiáng)度性能劃分成幾個(gè)等級(jí)，稱為應(yīng)力分等。規(guī)格材的應(yīng)力分等是70年代木材行業(yè)的重要研究成果之一，它是合理利用木材，提高木材利用率的有效措施。表1-2為主要的規(guī)格材應(yīng)力分等方法（郝金城，1994）。表1-2規(guī)格材應(yīng)力分等方法主要方法分等原理目測(cè)分等主要根據(jù)木材表面的節(jié)子、紋理、開裂、和腐朽等木材缺陷，在目測(cè)觀察的基礎(chǔ)上預(yù)測(cè)木材等級(jí)的方法。機(jī)械分等根據(jù)木材變形由機(jī)械連續(xù)測(cè)量木材的變形，計(jì)算木材的靜彈性模量，并從彈性模量和強(qiáng)度的關(guān)系，推測(cè)木材的強(qiáng)度值。19根據(jù)振動(dòng)特性由木材的振動(dòng)特性得出固有頻率，計(jì)算木材的動(dòng)彈性模量，并
7、根據(jù)與強(qiáng)度的關(guān)系，推測(cè)木材的強(qiáng)度值。木質(zhì)材料無損檢測(cè)與木材應(yīng)力分等都是木質(zhì)材料合理利用的有效技術(shù)手段。對(duì)于木材彈性模量的檢測(cè)已成為當(dāng)前先進(jìn)的木材分等技術(shù)的基礎(chǔ)，木材力學(xué)強(qiáng)度在線檢測(cè)的主要依據(jù)幾乎都是通過測(cè)定木材的彈性模量,再根據(jù)已知的彈性模量與強(qiáng)度之間的關(guān)系來實(shí)現(xiàn)木材的自動(dòng)分等。利用木材彈性模量的自動(dòng)檢測(cè)來實(shí)現(xiàn)對(duì)木材強(qiáng)度自動(dòng)分級(jí)的連續(xù)化生產(chǎn),最典型的是利用機(jī)械應(yīng)力分級(jí)(MachineStressRating:MSR)技術(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)規(guī)格材進(jìn)行分等。機(jī)械應(yīng)力分級(jí)技術(shù)在北美應(yīng)用的相對(duì)較多,
