应力波在树木不同角度纵截面的传播速度模型研究

摘要

本文将采用应力波无损检测技术对树木纵向上的应力波传播变化进行分析，建立应力波在木材纵截面内的速度模型，进一步了解树木纵截面上的应力波传播规律，完善应力波木材无损检测的三维成像技术。　　1.通过理论分析，建立应力波在木材纵截面内的传播速度模型。对健康样本试验数据的拟合结果为V(θ，α)/V0≈kx2+1（0≤k≤1），k值取决于被测树木所在纵截面与径切面的夹角α的大小。并提出了理论模型，表明了截面夹角α，方向角θ的变化下与木材内部应力波传播速度的关系。在同一纵截面上应力波传播速度随着方向角θ的增大而增大，在不同纵截面上随着截面夹角α的增大，应力波变化速率增加，即K值增大。验证所提出的理论模型，得出相关系数R2大于0.93，表明所提出的理论模型具有较高的准确性。　　2.在具体实验中分析了在不同树种和不同方向上的应力波传播速度的变化。并验证了应力波在活立木中的传播速度不受敲击力度及起始高度的影响。同时当应力波传播路径位于树木缺陷位置时，速度会大大降低，不在符合提出的传播模型。通过对人工制造的空洞缺陷进行研究，对不同α角度的纵截面进行测量，可以方便准确的定位缺陷位置及大小。　　3.基于本文建立的纵截面上应力波传播速度模型，对含腐朽、裂缝等缺陷的样本进行检测，实验结果表明所得数据不符合所提出的传播模型。因此，在针对检测树木内部缺陷这一部分采用本文提出的应力波在树木纵截面内的传播速度模型具有很好的实用性。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 应力波无损检测技术

1．3 应力波木材无损检测技术的国内外研究现状

1．3．1 国外研究现状

1．3．2 国内研究现状

1．4 研究的目的与意义

1．5 技术路线

1．6 研究内容

2 应力波在树木纵截面上传播速度模型

2．1 应力波在树木纵截面上的传播理论分析

2．2 应力波在树木纵截面上的传播模型研究

2．3 本章小结

3 应力波在树木纵截面上的传播规律研究

3．1 材料与方法

3．1．1 实验材料与设备

3．1．2 测试方法

3．1．3 实验内容

3．2 结果与分析

3．2．1 不同角度纵截面上应力波传播速度变化

3．2．2 不同树种纵截面上应力波传播速度的变化

3．3 本章小结

4 应力波传播速度模型影响因素研究

4．1 不同敲击力度对应力波传播模型的影响

4．1．1 实验材料

4．1．2 实验方法

4．1．3 结果与分析

4．2 不同起始高度对应力波传播速度模型的影响

4．2．1 实验材料

4．2．2 实验方法

4．2．3 结果与分析

4．3 缺陷对应力波传播速度模型的影响

4．3．1 实验材料

4．3．2 实验方法

4．3．3 结果与分析

4．4 本章小结

5 树木纵截面上缺陷定位方法

5．1 实验方法

5．2 实验实例

5．3 结果与分析

5．4 本章小结

6 结论

参考文献

致谢