应力波无损检测技术定量评价木构件材料性能研究（论文）.pdf

建筑施工·第44卷·第6期 1413 应力波无损检测技术定量评价木构件材料性能研究 尹婷婷 上海建工集团工程研究总院 上海 201114 摘要： 木结构建筑在加固修复时，需要首先检测木材的力学性能，传统检测方法存在耗时长、需要拆卸构件等问题， 如何在不损坏或拆卸木构件的情况下，准确、有效地对木构件材料的力学性能进行无损检测成为值得研究的内容。以 花旗松材为试验对象，对标准试件的应力波传播速度、力学性能等进行检测，建立木材力学性能与动弹性模量的关系 模型，结果表明，应力波测试的动弹性模量与主要力学性能指标之间有较好的线性相关性，提高了木材应力波无损检 测的精确度和有效性，具有一定的参考价值。 关键词： 无损检测；木构件；材料力学性能；应力波 中图分类号： T U 604 文献标志码： A 文章编号： 1004- 1001(2022)06- 1413-0 4 DOI： 1 0.1 4144/j. c nki. jz sg .2 022.0 6.0 73 Study on Quantitative Evaluation of Wood Component Material Properties by Stress Wave Nondestructive Testing Technology YIN Tingting Engineering General Institute of Shanghai Construction Group, Shanghai 201114, China Abstract: When strengthening and repairing wood structure buildings, it is necessary to first test the mechanical properties of wood. The traditional detection methods are time-consuming and need to dismantle components. How to accurately and effectively nondestructive test the mechanical properties of wood component materials without damaging or dismantling wood components has become a content worthy of research. Taking Citi pine as the test object, the stress wave propagation velocity and mechanical properties of standard specimens are tested, and the relationship model between wood mechanical properties and dynamic elastic modulus is established. The results show that there is a good linear correlation between the dynamic elastic modulus of stress wave test and the main mechanical properties, which improves the accuracy and effectiveness of wood stress wave nondestructive testing, and has a certain reference value. Keywords: n on-d estr u ctiv e te stin g ; w ood c om ponent; m echanic al p ro p ertie s o f m ate ria l; s tr e ss w ave 依 据。 2 试验原理 应 力波是一种可在物体内部传播的机械波，在传播过 程 中会沿着最短路径传播，即在均匀介质中，它是沿直线 传 播的，在非均匀介质中，其传播的路径变长，导致传播 时 间增长，这是应力波法应用的最基本理论 [2 -3 ] 。 木材纵向 应 力波无损检测技术则主要用于测定木材的弹性模量，评 估 木材的力学强度。 应 力波在木材中的传播速度、木材的密度及弹性模量 间 存在如下物理关系：E＝ ρ v 2。 其中，E为 应力波测试的动 弹 性模量（单位：Pa） ，ρ 为 木材密度（单位：kg/m 3） ，v 为 应力波在该木材中的传播速度（单位：m/s ） [4 -5 ] 。 依 据 应力波传播的基本原理，在木材长度方 向设置2 个 传感器，分别为传感器1和 传感器2。 敲击传感器1， 使其 内部产生应力波的传播，通过测量传感器2接 收应力波的传 播 时间（图1） ，由传感器距离除以对应的传播时间，即计 算 得到传播速度 [6 -7 ] 。 1 背景 我 国现存许多木结构建筑，而木结构建筑在长期服役 期 间会因环境或人为因素产生损坏，亟需加固和