原木內(nèi)部的缺陷將嚴(yán)重威脅著原木的完整性以及有效使用性,因此對(duì)原木的缺陷進(jìn)行快速有效地檢測(cè)具有十分重要的意義。目前,應(yīng)力波檢測(cè)法是一種比較常用的木材無(wú)損檢測(cè)方法,它的基本原理是通過(guò)測(cè)量木材內(nèi)應(yīng)力波傳播速度的變化來(lái)判斷木材的健康狀況。但是,木材內(nèi)應(yīng)力波的速度方程屬于高階微分方程,無(wú)法輕易用數(shù)學(xué)解析法來(lái)求解。有限元法是一種求解微分方程與偏微分方程的數(shù)值分析方法,它能靈活處理和求解各種復(fù)雜數(shù)學(xué)問(wèn)題。因此,可以建立有限元模型來(lái)求解原木內(nèi)應(yīng)力波信號(hào)的特征頻率,進(jìn)而從頻域的角度出發(fā)來(lái)對(duì)木材進(jìn)行缺陷檢測(cè)。本文以原材內(nèi)應(yīng)力波振動(dòng)信號(hào)作為研究對(duì)象,根據(jù)波動(dòng)學(xué)原理,重點(diǎn)探討了應(yīng)力波沿原木徑向或弦向傳播時(shí)的傳遞方程。在此基礎(chǔ)上,以樟子松為建模原型,在ANSYS軟件中采用自頂向下的建模方式分別建立了健康樟子松試件與空洞樟子松試件橫切面有限元模型。根據(jù)原木的正交各向異性,首先需要設(shè)置模型的單元類型與材料屬性;然后采用自動(dòng)分網(wǎng)的方式對(duì)所建模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分;最后選取modal分析類型對(duì)模型進(jìn)行模態(tài)分析。從結(jié)果后處理模塊中,可以得到健康樟子松有限元模型和空洞樟子松有限元模型前5階固有頻率和模態(tài)振型。為了驗(yàn)證所建模型的正... 

【文章來(lái)源】：東北林業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：57 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２本文研宄路線圖??

應(yīng)力波在非均勻介質(zhì)中傳播時(shí)，設(shè)傳播方向與分界面垂直，用Ｒ表示應(yīng)力波入射方??向，Ｆ表示應(yīng)力波反射方向，Ｔ表示應(yīng)力波透射方向，用１和２分別代表兩種不同密度??的介質(zhì)。應(yīng)力波傳播方向垂直于界面時(shí)的反射與透射圖如圖２－１所示。??Ｆ?－４????？?Ｔ??Ｒ??？??１?２??圖２－１應(yīng)力波傳播方向垂直于界面時(shí)的反射與透射圖??在木材的分界面上，微小單元發(fā)生運(yùn)動(dòng)時(shí)的初始條件可表示為：其??中：Ｆ。為敲擊木材的力度，Ｓ為微小單元橫切面面積。根據(jù)連續(xù)條件以及牛頓第三定律??可知，分界面兩側(cè)質(zhì)點(diǎn)的速度和力是相等的，公式如（２－１），（２－２），（２－３）所示：??ｖ，?－ｖ２?ｖｉＪ＋?ｖＦ＝?ｖ．?（２－１）??Ｍｊ?＝?ｍ，?ｕＲ＋ｕＦ?－?ｕＴ?（２－２）??（ｙ｜＊Ｓ＾?—ｃｒ２?ｃｒｒＳ！?ｃｘｐＳ之＿?（７＂ｊ－Ｓ?（２＿３?）??根據(jù)應(yīng)力波波陣面動(dòng)量守恒定理可知

一個(gè)圓盤試件，將其制作成帶空洞缺陷的樣本，空洞缺陷位于圓盤的正中央，缺陷的形??狀為圓形，其直徑約為７２ｍｍ，深度約為５０ｍｍ。健康樟子松圓盤試件和空洞樟子松圓??盤試件如圖２－３所示。??（ａ）健康樟子松圓盤試件?（ｂ）空洞樟子松圓盤試件??圖２－３樟子松圓盤試件??２．３．２實(shí)驗(yàn)設(shè)備??本實(shí)驗(yàn)的主要設(shè)備為：高性能示波器（型號(hào)：ＤＳ２２０２Ａ－Ｓ）、壓電加速度傳感器??（型號(hào)：Ｓｄ〇２）、鋼錘、橡膠錘。??ＤＳ２２０２Ａ系列數(shù)字示波器采用ＲＩＧＯＬ原創(chuàng)的ＵｌｔｒａＶｉｓｉｏｎ技術(shù)，它具有深存儲(chǔ)，波??形捕獲率高，實(shí)時(shí)錄制與回放等功能。目前，ＤＳ２２０２Ａ系列擁有８?jìng)�(gè)型號(hào)配置，４個(gè)級(jí)??別的帶寬（３００ＭＨｚ／２００ＭＨｚ／１００ＭＨｚ／７０ＭＨｚ／），實(shí)時(shí)采樣率可高達(dá)２Ｇｓａ／ｓ，存儲(chǔ)深度??－１３－??


本文編號(hào)：3124405