浅谈振动法在木材无损检验技术中的应用

浅谈振动法在木材无损检验技术中的应用【摘要】木材检验工作的重要性随着林业企业的发展逐渐凸显出来，如何对各种木材进行合理的木材检验方法，是林业工作者讨论的重点问题。振动法作为木材无损检验技术中的一种，以其简单和便捷的优点深受木材检验工作人员的欢迎。本文首先讨论了木材无损检验技术的概况，分析振动法在木材无损检验技术中的应用，并阐述将振动法应用木材无损检验的过程中需要注意的问题。【关键词】木材检验；振动法；技术应用一、木材无损检验技术的概述1.木材的物理特性及检验的重要内容：木材是广泛应用与各行各业的加工材料，属于天然生长的植物类材料。木材具有形状不规则性以及变异性和各向异性的特点。对木材及其制品进行检验的技术有着重要的意义。木材的无损检验技术作为木材检测技术的一种，经历了近半个世纪的发展，已经取得了很大的成就，在为木材材料分等、木材含水量测定、木材的干燥控制、木材的温湿度测定以及木材的强度与弹性模量等方面都取得了广泛的应用。2.木材无损检验技术的定义：又被称为非破坏性的木材检测技术，主要是利用木质材料的不同物理力学以及化学性质在不破坏被检验物体的内部结构及外观的前提下，对被检验的木材的相关特性进行测试与检验，其中包括对木材形状的检验、木材应力的检验、木材的光学特性以及力学性质等进行检验。木材无损检验技术尤其适用于对木材的各种缺陷的测量。无损检测技术的最大特点就是不破坏木材原料的原有特性，而且能在很短的时间内得到所期望能检查出来的结果，以便提高木材产品的生产效率。3.木材无损检验技术的分类：随着科学技术的快速发展，各种各样的现代检验技术也广泛的应用到木材的检验中来。木材无损检验包括利用各种仪器和设备对木材进行检验，比较常见的检验方法包括x射线摄影检测法、红外线检测法、振动检测法、超声波检测法、微波检测法、机械应力检测法、冲击应力波检测法以及核磁共振法等等。将现代的科学技术合理的运用到木材检验的过程中来，可以营造良好的木材检验信用环境，同时也可以提供更加科学的木材检验数据，具有较大的说服力。二、振动法在木材无损检验技术中的应用1.木材无损检验技术中振动法的概念：木材的振动无损技术主要用于板材和原木分等检验中，是指通过测量木材的振动特征来判定木材的材质，该技术具有简单、快速以及便捷的优点。通过敲击成木材原木的端部，引起木材的振动，并记录通过振频的情况来检测原木的强度，也可以根据强度的大小对原木进行等级的分类。在木材的检验技术中采用振动法，可以找出振动与弹性模量、抗弯强度以及木材硬度之间的关系。2．振动法的起源及发展：振动法无损检测最早应用在机械工程和工程结构的领域。从上世纪中叶开始，国外的木材科学研究者发现了对木质材料的振动特性与木材力学性能之间的关系，并进行了一系类的分析和研究。l.brancheriau在2002年把利用木材本身固有频率来测定木材弹性模量的基础理论进行详细的总结，同时对比了各种理论及应用方法，阐述了振动法测定弹性模量的可行性。而我国从上世纪八十年代才开始在木材领域进行振动法的木材无损检测技术的研究。直到2005年，通过林业科学研究院木材工业研究所与加拿大国家林产品研究院之间的合作，才探讨出利用横向振动方法来预测大尺寸板材抗弯弹性性质的可行性。3.无损木材振动法的检验原理及特点：无损木材振动测试要通过传感器、放大器以及可以显示、记录和分析的仪器设备来测量物体在外界激励下而产生的动态响应的方法，振动法检验的目的是了解被检验木材的动态特性，包括其固有的频率、振型、阻尼等特性和参数。振动法技术广泛的应用于人造板、锯材以及各种集成材制品的力学性能的检测过程中，该方法在结合了传感器、电子学以及信号分析等理论以及融合了电子计算机技术之后，形成了适合自身发展的一套理论与检验方法。三、将振动法应用木材无损检验的过程中需要注意的问题1.横向振动法更适用于木材频率值的检验：通过把振动法应用到木材检验的实验，得到了以下结论：发现横向振动方式可以更加有效地测得木材的固有频率值，其测定的效果好；而纵向振动方式无法准确的测得木材的固有频率值，不适合作为测量木材弹性的模量的方法。此外，在横向振动测量方式中，要确定好激振点与拾振点之间的距离，使其位于被检验木材两端部的附近，使两者间的间距应尽量远。同时通过与静态测试的结果比较，振动方式所测得的木材弹性模量值比静态方式测得数值要稍大。2.要善于利用现代化的振动仪器：为了减少环境因素和人为因素等条件对木材检验的影响，就有必要提高自然频率检测的准确性，因为通过人工进行敲击并引起木材振动的操作方式中加入了人为因素的影响，因此其检测的结果的可靠性以及灵敏度较差。现阶段振动检测的手段已经朝着仪器化和智能化的方向发展。可以采用自动振动检测方式，包括使用非敲击式应力振动检测系统，进而评价建筑木地板的性能，发展了振动检测的检验方式。参考文献[1]杨洋申世杰.木材无损检测技术研究历史、现状和展望[j].科技导报.2010，14．[2]张厚江崔英颖王朝志傅峰苏娟.横向振动法测量结构用木材弹性模量[j].林业实用技术.2009，12．[3]刘妍张厚江.木质材料力学性能无损检测方法的研究现状与趋势[j].森林工程.2010，04．[4]胡英成顾继友王逢瑚.振动法在木质材料无损检测中的应用[j].国际木业.2002，02．