裂纹对木材声学性能影响的研究

【摘要】： 我国面临着森林资源日益减少,木材使用量日益增多的严重的林业问题,我们应合理地利用有限的木材资源,提高木材的利用效率。不同程度的木材的缺陷使木材材质受到不同程度的影响,降低甚至完全失去木材本身的使用价值。因此,研究木材缺陷有很重要的实际意义。本论文主要是试图在不损坏木材原有结构的基础下,找到一种简单合理有效的无损检测方法,使用这种方法能够快速、准确地判断出木材的裂纹信息,并找出影响木材使用的裂纹缺陷,以确保合理利用木材。 本文以杨木、桦木、落叶松、樟子松四种木材为研究对象,对试件表面和内部预制平行于纹理方向、垂直于纹理方向和同时沿两个方向的不同尺寸裂纹,并对其对木材声学性能的影响进行了研究。实验采用驻波管法,在125Hz-2000Hz的入射声波频率测试范围内,测定了四种木材试件在无缺陷情况下的吸声系数,以及对试件预制不同裂纹后的吸声系数,分析比较了不同树种木材的表裂和内裂对木材吸声系数的影响以及裂纹严重程度对木材吸声系数的影响,并建立了预测木材吸声系数随各种物性参数变化的人工神经网络模型,预测结果表明,该模型具有较高的精度。 通过对实验数据的分析,得出四种木材吸声系数的排序由大到小分别为杨木、樟子松、桦木、落叶松。同时发现木材裂纹对木材的吸声系数有明显影响,并且木材的吸声系数均会随着裂纹尺寸增大而增大。 本研究拟在为木材裂隙的无损检测提供理论依据。