基于应力波频谱分析的木材无损检测技术及影响因素的研究

摘要

木材无损检测技术是一门新兴的非破坏性检测技术,在提高木材利用率和古树名木保护等方面显得尤为重要。基于应力波频谱分析的木材无损检测技术具有能够准确地区分木材内部的缺陷类型等优点,已经得到了广泛的关注。由于受到含水率和温度等因素的影响该技术也存在一些不太稳定和无法区分初期腐朽和中期腐朽等问题。　　针对这些问题,本文通过一系列的实验进行了研究。通过对木材做共振测试,对基于频谱分析的木材无损检测技术无法准确判断腐朽程度的问题进行了分析,对判断木材腐朽程度进行了细分。通过对健康木材试样和含腐朽木材试样进行实验,分析了含水率和温度对应力波频谱中共振频率的影响及其变化规律。　　通过对上述研究内容的分析和讨论,得到以下结论:　　(1)在前人的研究基础上,划分出木材中腐朽部分的共振频率范围(600~800Hz),丰富了木材的健康状况对应共振频率频段的划分,使该技术能够判断出当木材存在腐朽时,木材正处在腐朽的什么阶段。　　(2)不论木材是健康还是带有腐朽,应力波频谱中的共振频率随含水率的增加呈逐渐下降趋势。在含水率低于纤维饱和点时,应力波频谱中共振频率随含水率下降幅度相对较大,反之则较小,且对高频部分共振频率的影响比低频部分共振频率较大。含水率与应力波频谱中共振频率之间的线性回归模型拟合优度较高,相关系数R2均高于0.93。　　(3)在含水率低于纤维饱和点的条件下,应力波频谱中的共振频率随温度的增加呈逐渐下降趋势,但是下降幅度并不剧烈;在温度低于零摄氏度时,应力波频谱中共振频率随温度变化下降幅度相对较大;在温度高于零摄氏度时,共振频率随温度变化下降趋势相对平缓,这一变化规律与木材是否存在腐朽无关。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪论

1.1 研究背景

1.2 应力波木材无损检测技术

1.3 应力波木材无损检测国内外的研究现状

1.4 研究的目的与意义

1.5 本文的主要工作和论文组织

2 基于应力波频谱分析的木材无损检测基本原理

2.1 引言

2.2 基于应力波频谱分析的木材无损检测流程

2.3 应力波频谱分析技术的基本原理

2.4 应力波频谱中的共振

2.5 本章小结

3木材健康状况对应共振频率频段的细分

3.1 引言

3.2 材料与方法

3.3 结果与分析

3.4 实验验证

3.5 本章小结

4 含水率对木材中应力波频谱影响的研究

4.1 引言

4.2 材料与方法

4.2.2实验设备

4.2.3实验方法

4.3 结果与分析

4.4 本章小结

5 温度对木材中应力波频谱影响的研究

5.1 引言

5.2 实验材料与方法

5.3 结果与分析

5.4 本章小结

6 结论

6.1 结论

6.2 下一步研究计划

参考文献：

致谢