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基于振动法的胶合木弹性模量测试方法的研究

夏滴洋  
【摘要】:振动法测定木材弹性模量不仅能在不破坏木材使用价值的同时对木材的使用性能作出评价,还能使木材达到最佳使用效果。本文对简支梁振动原理对胶合木构件弹性模量的测定方法进行研究,主要针对该理论应用于胶合木梁的可行性与适用范围。具体研究工作与成果如下:(1)根据木构件中的几种振动方式、振动测试的类型和振动测试的信号与信号处理方式,确定针对胶合木梁精确、可行的试验方法。(2)基于简支条件下的横向振动法,测试胶合木梁不同拾振点的频率值。其中,拾振点在跨中时,测值稳定;时域图和频域图的图形结果最为清晰、可靠。(3)对比胶合木梁与锯材之间振动法和静力法测得的弹性模量值,分析它们之间的相关性,得出线性回归方程。从而得出结论:胶合木梁振动法和静力法测得的弹性模量值之间的相关性要好于锯材,以此判断简支条件下横向振动法测试胶合木抗弯弹性模量是可行的。(4)采用欧拉-伯努利计算公式、铁摩辛柯计算公式和有限元计算方法分别对不同层数、不同长度的胶合木梁和锯材计算其频率值,并与试验值比较,分析得出:随着胶合木梁层数的增加,应用欧拉-伯努利计算公式计算得到的频率值精度加大,符合本文理论推导的规律。即应用欧拉-伯努利计算公式的振动法测试胶合木的弹性模量比测试锯材的弹性模量的精度更高。(5)根据数据对比,当跨高比大于20时,可采用欧拉-伯努利计算公式计算矩形胶合木梁的弹性模量值;当跨高比大于10并小于20时,可根据层数对欧拉-伯努利计算公式进行修正后计算胶合木梁的弹性模量值;当跨高比小于10时,振动法测试胶合木梁弹性模量不可行。


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