木质材料性能检测.doc

木质材料性能检测的现状与发展探讨 摘要：我们知道，木材是人类应用最早的材料之一。现在，由于木材的优良性能，木质材料在包装、建筑、家具、铁路等领域正发挥着重要的作用，如何针对不同的木材材质与性能进行有效的木材检验，是至关重要的一项技术。本文着重介绍了木质材料力学无损检测原理和方法，分析现阶段我国木材检验技术的现状，并对木材检验技术的发展趋势进行了预测。 关键词：木质材料、无损检测、力学性能、发展与趋势 木材作为一种历史悠久的天然材料，一直以来在各个行业都有着广泛的应用。但是，木材的材性是各向异性，在其生长过程中会形成各种缺陷，各向异性和缺陷使木材的使用受到了一定的影响，因此需要对其进行检测才能应用到各个领域当中。木质材料是一类包括木材和以木材为主要原料，经过机械加工、物理化学处理而得到的具有木材基本特性和主要组分的原料。 木质材料性能 木质材料是一种密度小、具有孔隙性和异向性的纤维材料，有着良好的加工性能，可以进行多种方式的表面装饰和功能处理。木质材料的力学性能包括弹性、硬度、脆性、疲劳、韧性和各类强度等。木质材料最大的特征是能够承受一定的载荷并保证其在某一环境下具有一定的使用寿命。其中木质材料强度是决定木质材料做结构部件的重要性能。 二：木质材料性能检测现状 木质材料无损检测技术是一门新兴的、综合性的非破坏性检测技术，可在不破坏木质材料的本身形状、原有结构和原有力学状态的前提下，利用当今的物理方法和手段快速测量出木质材料的尺寸、规格、表面形状和基本物理力学性能。 1.无损检验法的应用 面对森森资源不足、森林质量也不高的现状，如何合理利用、保护、发展、增加资源，是缓解我国木材供需矛盾的根本措施。对立木生长特性进行无损检测系统监控可控制和促进木材量和质的提高，制材前的形状、规格和缺陷等的无损检测可提高成材和人造板的质量控制水平，防止木材和人造板的人为浪费，间接节省了木材资源；采用在线无损检测技术可节约锯材，即相对增加锯材使用量，具有显著的社会效益和经济效益；木质材料在线无损检测可提高生产效率，降低生产成本；还可提高分级质量、节省前后工序的备料场地，使整个生产线更加畅通，提高了整个生产线的自动化程度。另外，木材按力学性能分级、分等后进行干燥，干燥时应力性质趋同，有利于干燥过程的控制，可使传统的含水率和时间控制基准向应力控制基准过渡，进而缩短干燥时间，提高干燥质量，减少成本，提高效益。 国外的研究学者在上世纪的六十年代发现通过检测应力波的传播时间来判断木材的性质这一技术，由于应力波在木材中传播会受到木材内部缺陷的影响，通过传播时间的测算，来检测木材的材质。木材无损检测技术的研究始于上世纪的五十年代，主要是指的非破坏性的木材检测技术，通常是指在通过不伤害木质材料的基础上对木材进行物理力学性质的检验。无损检验费不会破坏木材及木质材料的形状，也不会木材的木质结构和木材原有的动力状态，来快速测量出木材的尺寸、规格以及表面的形状和木材基本物理力学等性质。 2.木材无损检验技术包括的内容 采用无损检测技术检测的木质材料物理力学性能主要包括：弹性模量、静曲强度和内结合强度（这两个指标一般是需要破坏试件的）、密度以及含水率等。木材的无损检验通常要借助于某些仪器进行检验。比较常见的包括用x射线进行摄影的木材检测法，利用微波的检测法，也可以利用红外线和超声波进行检测。此外还包括一些采用先进设备的检验方法，例如机械应力的检测法、振动检测法，以及冲击应力波的木材检测法、声发射检测法和核磁共振法等等。具体方法原理如下表所示。 主要方法 检测原理 机械应力检测 采用机械方法施加恒定变形(或载荷)于被测试样上，测得相应的载荷(或变形)，由计算机系统算出试样的弹性模量，并推测静曲强度。 振动检测 通过施加外力使试样产生横向振动之后，通过传感器测取试样的自由振动频率，计算出试样的弹性模量。 冲击应力波检测 检测通过试样的纵向应力波的速度，结合试样的密度，确定出试样的弹性模量，对静曲强度及内结合强度等也可进行有效的预测。 射线检测 以射线透射木质材料，用射线接收传感器直接测量窄小范围内透过试样前后射线强度的变化，根据射线衰减率以及试样的平均吸收系数推算 出木材的密度。 超声波检测 通过测定超声波经过试样预定距离的传播时间计算平均波速，然后可利用波速和密度计算试样的弹性模量。 微波检测 当发射天线发射的微波遇到被测木材基体并透射时，将由于水分子的强烈吸收作用而使透射功率发生变化，根据接收天线接收到的微波的功率变化与含水率之间的关系，即可测定出木材的含水率。 三：无损检测技术的发展趋势 随着无损检测技术、计算机技术和人工神经网络技术的迅速发展，木材无损检测技术将向智能化、小型化、自动化、联合化方向发展，主要表现在如下几个方面。 现代