發(fā)布時間：2023-02-26 14:37

　　出水木質(zhì)文物的水分親和性遠高于現(xiàn)代健康木材,極易因濕度變化而產(chǎn)生不均勻的含水率場和濕度-應(yīng)力場,使其強度衰減甚至發(fā)生失效。因此,檢測出水木質(zhì)文物的含水率場并進行強度評估,對于其長期保存和修復(fù)具有重要指導(dǎo)意義。然而,現(xiàn)有的木材含水率檢測方法受到環(huán)境、尺寸、成本等因素的限制,無法適用于出水木質(zhì)文物。為此,本文以杉木為研究對象,提出了基于數(shù)字圖像相關(guān)法(DIC)和木材紋理的表面變形檢測技術(shù),并結(jié)合杉木濕度-應(yīng)力場本構(gòu)模型,建立了基于DIC的杉木含水率場檢測方法和強度衰減模型,研發(fā)了出水木質(zhì)文物含水率場檢測系統(tǒng),旨在為出水木質(zhì)文物的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測提供技術(shù)支撐。本文主要取得了以下成果:1.提出了基于DIC方法和木材紋理特征的用來檢測出水木質(zhì)文物表面變形的方法,分析確定了含水率場的檢測方案。研究了木材紋理的灰度特征和規(guī)律,利用DIC的誤差分析理論,提出了基于平均灰度方向?qū)?shù)(MID)的散斑質(zhì)量評價方法,并通過亞像素平移數(shù)值試驗和含孔木梁的四點彎曲試驗,分析了木材紋理的位移場和應(yīng)變場測試精度,得到其測試結(jié)果相對誤差小于5%。結(jié)論表明木材紋理的散斑質(zhì)量能夠有效檢測出水木質(zhì)文物的表面變形。2.在濕度-荷載...

【文章頁數(shù)】：141 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1. 緒論
    1.1. 研究背景和意義
    1.2. 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1. 木質(zhì)材料的含水率檢測方法
        1.2.2. 濕度-荷載共同作用下木材的變形
        1.2.3. 數(shù)字圖像相關(guān)法在木材無損檢測中的應(yīng)用
        1.2.4. 濕度作用下木構(gòu)件的強度評估
    1.3. 本文的研究內(nèi)容
2. 基于DIC方法和木材紋理的表面變形檢測技術(shù)
    2.1. 引言
    2.2. 木材紋理的散斑質(zhì)量評價方法
        2.2.1. 散斑質(zhì)量評價參數(shù)概述
        2.2.2. 平均灰度方向?qū)?shù)
    2.3. 木材紋理應(yīng)用于木材位移場檢測
        2.3.1. 散斑圖的選取
        2.3.2. 亞像素平移數(shù)值試驗
        2.3.3. 子區(qū)尺寸的選取
    2.4. 木材紋理應(yīng)用于木梁應(yīng)變場檢測
        2.4.1. 理論分析
        2.4.2. 材料和方法
        2.4.3. 試驗結(jié)果和討論
    2.5. 本章小結(jié)
3. 杉木濕度-應(yīng)力場本構(gòu)模型的試驗研究
    3.1. 引言
    3.2. 杉木的正交各向異性濕度-應(yīng)力場本構(gòu)模型
        3.2.1. 杉木水分擴散模型
        3.2.2. 濕度-荷載共同作用下杉木的濕度變形
    3.3. 杉木水分擴散模型的試驗研究
        3.3.1. 試驗材料和方法
        3.3.2. 理論分析
        3.3.3. 試驗結(jié)果
    3.4. 不同含水率下杉木彈性常數(shù)的試驗研究
        3.4.1. 試驗材料和方法
        3.4.2. 結(jié)果和分析
    3.5. 杉木壓縮蠕變模型參數(shù)的試驗研究
        3.5.1. 試驗材料和方法
        3.5.2. 結(jié)果和分析
    3.6. 本構(gòu)模型驗證
        3.6.1. 杉木機械吸附蠕變試驗
        3.6.2. 有限元模型
        3.6.3. 含水率分析
        3.6.4. 濕應(yīng)變分析
    3.7. 本章小結(jié)
4. 基于DIC方法的杉木含水率場檢測方法
    4.1. 引言
    4.2. 基于DIC方法的杉木含水率場檢測模型
        4.2.1. 杉木二維含水率場的數(shù)學(xué)模型
        4.2.2. 二維尺度下的杉木含水率場檢測模型
        4.2.3. 三維尺度下的杉木含水率場檢測模型
    4.3. 杉木含水率場檢測模型的數(shù)值驗證
    4.4. 基于MC-DIC方法檢測杉木試件的含水率場
        4.4.1. 試驗材料和方法
        4.4.2. 試驗結(jié)果和討論
    4.5. 本章小結(jié)
5. 考慮含水率場梯度變化的杉木構(gòu)件強度評估
    5.1. 引言
    5.2. 考慮含水率場梯度變化的杉木強度衰減模型
        5.2.1. 恒定濕度條件下的杉木強度衰減模型
        5.2.2. 濕度變化條件下的杉木強度衰減模型
    5.3. 濕度作用下杉木構(gòu)件的強度評估
        5.3.1. 有限元模型
        5.3.2. 含水率分析
        5.3.3. 濕度-應(yīng)力分析
        5.3.4. 強度衰減分析
    5.4. 本章小結(jié)
6. 基于MC-DIC方法的出水木質(zhì)文物含水率場檢測系統(tǒng)
    6.1. 引言
    6.2. 出水木質(zhì)文物含水率場檢測系統(tǒng)組成
        6.2.1. 硬件組成
        6.2.2. 檢測軟件平臺開發(fā)
    6.3. 泉州灣宋代海船的含水率場檢測與強度評估
        6.3.1. 含水率場分析
        6.3.2. 濕度-應(yīng)力場分析和強度評估
    6.4. 本章小結(jié)
7. 結(jié)論與展望
    7.1. 研究結(jié)論
    7.2. 創(chuàng)新點
    7.3. 研究展望
參考文獻
附錄
個人簡介
導(dǎo)師簡介
獲得成果目錄
致謝



本文編號：3750484