CN116642785B - 一种胶合木层板弹性模量的无损检测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种胶合木层板弹性模量的无损检测系统，涉及绿色建材检测技术领域，该系统包括设备模块、试验测试模块、数值计算模块和校准修正模块，本发明专利中，通过设计合理的支座结构形式，监测木材在横向自由振动过程中力随时间的动态变化，并基于结构动力学理论选取符合木材横向自由振动的振型几何参数，再通过标准铝棒的弹性模量校准修正，最终定量精准获得胶合木层板的弹性模量，本发明无损检测系统具有操作简单、成本低、便携式等优点，基于本发明无损检测系统获得的胶合木层板弹性模量与静态力学测试结果相比误差小，可精确、快速预测胶合木层板的弹性模量，推进国产人工林木材在胶合木建筑结构中的应用。

Description

一种胶合木层板弹性模量的无损检测系统
技术领域
本发明涉及绿色建材检测技术领域，具体涉及一种胶合木层板弹性模量的无损检测系统。
背景技术
随着近二十年的快速发展，目前国内从事现代木结构的企业已有近300家，其中从事胶合木结构生产、制造加工的企业占比超过80％，胶合木结构已经成为我国现代木结构中最主要的结构形式之一。另外，据第九次全国森林资源清查结果显示，我国人工林的总面积为7954万公顷、蓄积量为338760万m3，均居世界首位，这些丰富的人工林资源可为胶合木结构的建造提供丰富的原材料。胶合木结构主要采用的材料是胶合木，其由胶合木层板组坯、胶合而成。胶合木层板质量等级的识别、划分将直接决定整个胶合木的力学性能，而胶合木层板主要依靠弹性模量对其进行质量等级的识别、划分。因此，需要对胶合木层板的弹性模量进行精确、快速预测。
在胶合木层板弹性模量的预测方法方面，主要分为静态和无损动态测试方法两种。静态测试主要是采用静态力学试验机进行抗弯测试，以材料力学为理论为基础，结合试验机测得的位移-荷载来推算胶合木层板弹性模量；传统的动态测试方法，主要采用超声波、应力波测试方法测试波速在木材中的传播速度，结合称重测试的木材整体密度来推算胶合木层板弹性模量。但静态测试方法需要配置价格昂贵的力学试验机且测试位置固定，传统的超声波、应力波无损测试方法也需要配置较昂贵的测速装置、重量测试和波速度测试分开导致操作步骤多、预测精度差，这些存在的问题使得亟需研发一种操作简单、成本低、便携式、精度高的胶合木层板弹性模量无损预测方法，因此申请团队通过前期技术攻关，设计合理的支座结构形式且仅配置一个荷载传感器，采用结构动力学理论构建了一种胶合木层板弹性模量的无损检测系统来解决静态测试和传统无损测试所存在的问题，满足胶合木层板弹性模量检测操作简单、成本低、便携式、精度高的要求。
经过有关文献和资料检索，如中国标准GB 50005、GB/T 26899、GB/T 50708等标准仅规定了胶合木的通识性设计方法要求，以及不同强度等级胶合木所对应组坯胶合木层板的力学性能指标要求，胶合木层板弹性模量预测方法仅涉及静态测试方法；已公开的专利“一种应力波锯材分等装置及方法(申请号：202010337954.7)”、“一种结构用木材弯曲强度检测设备与方法(201210094608.6)”、“一种结构用胶合木及其制造方法(申请号：200910085638.9)”、“一种高强度胶合木的制造技术(申请号：202111473721.0)”，以及论文林业机械与木工设备2014年第42卷第2期第41-43,46页的“天然林落叶松锯材机械应力分等法与四点弯曲性能相关性研究”、林产工业第2013年第40卷第6期第41-43页的“FD1146结构用锯材应力分等设备的研制及应用”、林产工业2014年第41卷第1期第13-18页的“落叶松结构用胶合木层板指接工艺参数对力学性能的影响”、世界林业研究2011年第24卷第6期第43-48页的“结构用胶合木生产工艺研究进展”，涉及的胶合木层板弹性模量的预测方法均是基于静态测试方法或传统的超声波、应力波无损测试方法方面的研究，尚未解决胶合木层板弹性模量检测操作简单、成本低、便携式、精度高的问题，导致当前国产人工林木材制造胶合木层板基于弹性模量对其质量等级进行识别、划分的较少，制造的胶合木离散性大、强度低、用料成本高，难以在市场中进行实际推广应用。
从上述文献公开内容可知，目前对于胶合木层板弹性模量的无损检测系统尚缺乏相应的技术，不能满足本领域制造与安全使用的需要。
因此，通过提出胶合木层板弹性模量的无损检测系统，实现胶合木层板弹性模量无损检测系统的操作简单、低成本、便携式，精确、快速预测胶合木层板的弹性模量，用于判定国产人工林木材制胶合木层板的质量等级，推进国产人工林木材在胶合木建筑结构中的应用，这对促进国产人工林木材作为结构材在现代木结构中的高附加值应用，具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种胶合木层板弹性模量的无损检测系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种胶合木层板弹性模量的无损检测系统，该胶合木层板弹性模量的无损检测系统，包括设备模块、试验测试模块、数值计算模块和校准修正模块，所述设备模块用于满足胶合木层板弹性模量无损检测的硬件要求，所述试验测试模块用于获取胶合木层板的实测重量、横向自由振动力波峰对应时间，所述数值计算模块用于计算胶合木层板的横向自由振动角频率和弹性模量，所述校准修正模块用于确定胶合木层板弹性模量的调整系数。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述设备模块包括第一支座、第二支座、电压信号放大器、数据采集装置、标准配重铁块、标准铝棒，所述第一支座由三角形支架一、垫板一、力传感器和支点组成，所述力传感器通过电压信号放大器与数据采集装置连接，所述第二支座由三角形支架二、垫板二、弹簧刀片和支撑刃组成，所述标准配重铁块的真实重量为m0、所述标准铝棒的真实弹性模量为E0。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述试验测试模块包括以下步骤：
A1：将所述设备模块中的第一支座、第二支座摆放在水平地面上，将所述设备模块中的标准配重铁块放置于所述第一支座中的支点上，并通过第一支座中的力传感器获得其静态力的大小，记为F1，计算得到标准配重铁块的重量为m1，m1＝F1/9.8，当|m1-m0|/m0≤1％时，取下标准配重铁块；
A2：将所需测试胶合木层板试样的一端放置于所述设备模块中第一支座中的支点上，另一端放置于所述设备模块中第二支座中的支撑刃上，通过所述第一支座中的力传感器获得其静态力的大小，记为F2，计算得到胶合木层板试样的重量为m2，m2＝2×F2/9.8，所述胶合木层板试样的长度、宽度、厚度分别记为L、b、t，所述第一支座与第二支座的水平距离记为l；
A3：在所述胶合木层板试样的长度中间位置，采用锤击或者手按压胶合木层板试样后松开的方式，使胶合木层板试样沿上下横向自由振动，通过所述第一支座中的力传感器获得其动态力的大小，记录每个力波峰对应的时间，记为ti，i＝1,2,…n，所述i表示第i个力波峰。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述数值计算模块包括以下步骤：
B1：基于上述获得的胶合木层板试样的重量m2，计算得到胶合木层板试样单位长度的质量为m3：m3＝m2/L；
B2：根据结构动力学理论，选取胶合木层板试样沿上下横向自由振动对应的振型几何参数为其中x为所述胶合木层板试样不同长度位置距第一支座的水平距离，其范围为0≤x≤l；
B3：基于上述获得的胶合木层板试样的每个力波峰对应的时间ti，取第G个力波峰对应的时间ti＝G和第H个力波峰对应的时间ti＝H来计算得到胶合木层板试样沿上下横向自由振动的角频率为W，且应符合H-G≥3的要求；
B4：再计算得到胶合木层板试样的弹性模量，记为E1，
本发明技术方案的进一步改进在于：所述校准修正模块包括以下步骤：
C1：将上述胶合木层板试样替换成标准铝棒，按照上述无损检测中试验测试模块步骤和数值计算模块步骤，计算得到标准铝棒的弹性模量，记为E2；
C2：基于上述标准铝棒真实弹性模量E0和无损检测计算得到的弹性模量E2，确定胶合木层板试样的弹性模量调整系数H0，H0＝E2/E0；
C3：将上述无损检测计算得到的胶合木层板试样弹性模量E1乘以弹性模量调整系数H0，得到最终的胶合木层板试样的弹性模量，记为E2，E2＝E1×H0。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述设备模块中第一支座中的三角形支架一与垫板一通过圆管套接、垫板一与力传感器固接、力传感器与支点通过螺栓连接，所述设备模块中第二支座中的三角形支架二与垫板二通过圆管套接、垫板二与弹簧刀片通过螺栓连接、弹簧刀片与支撑刃通过螺栓连接，所述三角形支架一和三角形支架二均可收缩和调节高度。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述胶合木层板试样的每端伸出所述第一支座和第二支座的悬挑的长度均记为a，a＝(L-l)/2≤25mm，所述胶合木层板试样的长度L与厚度t的比值不应小于40，且所述胶合木层板试样的长度L不应小于1.0m，所述胶合木层板试样的厚度t范围为15mm-50mm。
由于采用了上述技术方案，本发明相对现有技术来说，取得的技术进步是：
1、本发明提供一种胶合木层板弹性模量的无损检测系统，通过设计合理的支座结构形式，监测木材在横向自由振动过程中力随时间的动态变化，并基于结构动力学理论选取符合木材横向自由振动的振型几何参数，再通过标准铝棒的弹性模量校准修正，最终定量精准获得胶合木层板的弹性模量。
2、本发明提供一种胶合木层板弹性模量的无损检测系统，本发明无损检测系统具有操作简单、成本低、便携式等优点，基于本发明无损检测系统获得的胶合木层板弹性模量与静态力学测试结果相比误差小，可精确、快速预测胶合木层板的弹性模量，用于判定国产人工林木材制胶合木层板的质量等级，推进国产人工林木材在胶合木建筑结构中的应用。
附图说明
图1为本发明的胶合木层板弹性模量的无损检测系统的流程图；
图2为本发明的胶合木层板弹性模量的无损检测的结构示意图；
图3为本发明第一支座的正视图；
图4为本发明第一支座的侧视图；
图5为本发明第二支座的正视图；
图6为本发明第二支座的侧视图；
图7为本发明试验测试模块中胶合木层板试样沿上下横向自由振动时，第一支座中力传感器随时间的变化曲线图。
图中：10、第一支座；11、三角形支架一；12、垫板一；13、力传感器；14、支点；20、第二支座；21、三角形支架二；22、垫板二；23、弹簧刀片；24、支撑刃；30、胶合木层板试样。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：
实施例1
如图1-7所示，本发明提供了一种胶合木层板弹性模量的无损检测系统，该胶合木层板弹性模量的无损检测系统，包括设备模块、试验测试模块、数值计算模块和校准修正模块，设备模块用于满足胶合木层板弹性模量无损检测的硬件要求，试验测试模块用于获取胶合木层板的实测重量、横向自由振动力波峰对应时间，数值计算模块用于计算胶合木层板的横向自由振动角频率和弹性模量，校准修正模块用于确定胶合木层板弹性模量的调整系数。
其中设备模块包括第一支座10、第二支座20、电压信号放大器、数据采集装置、标准配重铁块、标准铝棒，第一支座10由三角形支架一11、垫板一12、力传感器13和支点14组成，力传感器13通过电压信号放大器与数据采集装置连接，第二支座20由三角形支架二21、垫板二22、弹簧刀片23和支撑刃24组成，标准配重铁块的真实重量为m0＝3.0kg、标准铝棒的真实弹性模量为E0＝16GPa。
其中试验测试模块包括以下步骤：
A1：将设备模块中的第一支座10、第二支座20摆放在水平地面上，将设备模块中的标准配重铁块放置于第一支座10中的支点14上，并通过第一支座10中的力传感器13获得其静态力的大小，记为F1＝29.6N，计算得到标准配重铁块的重量为m1，m1＝F1/9.8＝3.020kg，|m1-m0|/m0＝0.6％≤1％时，符合要求，取下标准配重铁块；
A2：将所需测试胶合木层板试样30的一端放置于设备模块中第一支座10中的支点14上，另一端放置于设备模块中第二支座20中的支撑刃24上，通过第一支座10中的力传感器13获得其静态力的大小，记为F2，计算得到胶合木层板试样30的重量为m2，m2＝2×F2/9.8，胶合木层板试样30的长度L＝4000mm、宽度b＝150mm、厚度t＝40mm，第一支座10与第二支座20的水平距离l＝3950mm，胶合木层板试样30的每端伸出第一支座10和第二支座20的悬挑的长度为a＝25mm；
A3：在胶合木层板试样30的长度中间位置，采用锤击或者手按压胶合木层板试样30后松开的方式，使胶合木层板试样30沿上下横向自由振动，通过第一支座10中的力传感器13获得其动态力的大小，记录每个力波峰对应的时间，记为ti，i＝1,2,…n，i表示第i个力波峰。
其中数值计算模块包括以下步骤：
B1：基于上述获得的胶合木层板试样30的重量m2，计算得到胶合木层板试样30单位长度的质量为m3：m3＝m2/L；
B2：根据结构动力学理论，选取胶合木层板试样30沿上下横向自由振动对应的振型几何参数为其中x为胶合木层板试样30不同长度位置距第一支座10的水平距离，其范围为0≤x≤l；
B3：基于上述获得的胶合木层板试样30的每个力波峰对应的时间ti，取第G个力波峰对应的时间ti＝G和第H个力波峰对应的时间ti＝H来计算得到胶合木层板试样30沿上下横向自由振动的角频率为W，且应符合H-G≥3的要求；
B4：再计算得到胶合木层板试样30的弹性模量，记为E1，
其中校准修正模块包括以下步骤：
C1：将上述胶合木层板试样30替换成标准铝棒，按照上述无损检测中试验测试模块步骤和数值计算模块步骤，计算得到标准铝棒的弹性模量，记为E2＝15.6GPa；
C2：基于上述标准铝棒真实弹性模量E0＝16GPa和无损检测计算得到的弹性模量E2＝15.6GPa，确定胶合木层板试样30的弹性模量调整系数H0，H0＝E2/E0＝15.6/16＝0.975；
C3：将上述无损检测计算得到的胶合木层板试样30弹性模量E1乘以弹性模量调整系数H0，得到最终的胶合木层板试样30的弹性模量，记为E2，E2＝E1×H0＝0.975E1。
其中设备模块中第一支座10中的三角形支架一11与垫板一12通过圆管套接、垫板一12与力传感器13固接、力传感器13与支点14通过螺栓连接，设备模块中第二支座20中的三角形支架二21与垫板二22通过圆管套接、垫板二22与弹簧刀片23通过螺栓连接、弹簧刀片23与支撑刃24通过螺栓连接，三角形支架一11和三角形支架二21均可收缩和调节高度。
其中胶合木层板试样30的每端伸出第一支座10和第二支座20的悬挑的长度均记为a，a＝(L-l)/2≤25mm，胶合木层板试样30的长度L与厚度t的比值不应小于40，且胶合木层板试样30的长度L不应小于1.0m，胶合木层板试样30的厚度t范围为15mm-50mm。
采用实施例一中的胶合木层板试样，从中随机抽选10块，测试胶合木层板的弹性模量，以传统静态测试方法测试的弹性模量为基准，与传统应力波测试方法进行对比，结果见下表，结果表明，采用本发明胶合木层板弹性模量的无损检测系统可精确、快速预测胶合木层板的弹性模量。
表1胶合木层板弹性模量的预测值
上文一般性的对本发明做了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之做一些修改或改进，这对于技术领域的一般技术人员是显而易见的。因此，在不脱离本发明思想精神的修改或改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种胶合木层板弹性模量的无损检测系统，其特征在于：该胶合木层板弹性模量的无损检测系统，包括设备模块、试验测试模块、数值计算模块和校准修正模块，所述设备模块用于满足胶合木层板弹性模量无损检测的硬件要求，所述试验测试模块用于获取胶合木层板的实测重量、横向自由振动力波峰对应时间，所述数值计算模块用于计算胶合木层板的横向自由振动角频率和弹性模量，所述校准修正模块用于确定胶合木层板弹性模量的调整系数，所述设备模块包括第一支座(10)、第二支座(20)、电压信号放大器、数据采集装置、标准配重铁块、标准铝棒，所述第一支座(10)由三角形支架一(11)、垫板一(12)、力传感器(13)和支点(14)组成，所述力传感器(13)通过电压信号放大器与数据采集装置连接，所述第二支座(20)由三角形支架二(21)、垫板二(22)、弹簧刀片(23)和支撑刃(24)组成，所述标准配重铁块的真实重量为m0、所述标准铝棒的真实弹性模量为E0；
所述试验测试模块包括以下步骤：
A1：将所述设备模块中的第一支座(10)、第二支座(20)摆放在水平地面上，将所述设备模块中的标准配重铁块放置于所述第一支座(10)中的支点(14)上，并通过第一支座(10)中的力传感器(13)获得其静态力的大小，记为F1，计算得到标准配重铁块的重量为m1，m1＝F1/9.8，当|m1-m0|/m0≤1％时，取下标准配重铁块；
A2：将所需测试胶合木层板试样(30)的一端放置于所述设备模块中第一支座(10)中的支点(14)上，另一端放置于所述设备模块中第二支座(20)中的支撑刃(24)上，通过所述第一支座(10)中的力传感器(13)获得其静态力的大小，记为F2，计算得到胶合木层板试样(30)的重量为m2，m2＝2×F2/9.8，所述胶合木层板试样(30)的长度、宽度、厚度分别记为L、b、t，所述第一支座(10)与第二支座(20)的水平距离记为l；
A3：在所述胶合木层板试样(30)的长度中间位置，采用锤击或者手按压胶合木层板试样(30)后松开的方式，使胶合木层板试样(30)沿上下横向自由振动，通过所述第一支座(10)中的力传感器(13)获得其动态力的大小，记录每个力波峰对应的时间，记为ti，i＝1,2,…n，所述i表示第i个力波峰；
所述数值计算模块包括以下步骤：
B1：基于上述获得的胶合木层板试样(30)的重量m2，计算得到胶合木层板试样(30)单位长度的质量为m3：m3＝m2/L；
B2：根据结构动力学理论，选取胶合木层板试样(30)沿上下横向自由振动对应的振型几何参数为其中x为所述胶合木层板试样(30)不同长度位置距第一支座(10)的水平距离，其范围为0≤x≤l；
B3：基于上述获得的胶合木层板试样(30)的每个力波峰对应的时间ti，取第G个力波峰对应的时间ti＝G和第H个力波峰对应的时间ti＝H来计算得到胶合木层板试样(30)沿上下横向自由振动的角频率为W，且应符合H-G≥3的要求；
B4：再计算得到胶合木层板试样(30)的弹性模量，记为E1，
2.根据权利要求1所述的一种胶合木层板弹性模量的无损检测系统，其特征在于：所述校准修正模块包括以下步骤：
C1：将上述胶合木层板试样(30)替换成标准铝棒，按照上述无损检测中试验测试模块步骤和数值计算模块步骤，计算得到标准铝棒的弹性模量，记为E2；
C2：基于上述标准铝棒真实弹性模量E0和无损检测计算得到的弹性模量E2，确定胶合木层板试样(30)的弹性模量调整系数H0，H0＝E2/E0；
C3：将上述无损检测计算得到的胶合木层板试样(30)弹性模量E1乘以弹性模量调整系数H0，得到最终的胶合木层板试样(30)的弹性模量，记为E2，E2＝E1×H0。
3.根据权利要求1所述的一种胶合木层板弹性模量的无损检测系统，其特征在于：所述设备模块中第一支座(10)中的三角形支架一(11)与垫板一(12)通过圆管套接、垫板一(12)与力传感器(13)固接、力传感器(13)与支点(14)通过螺栓连接，所述设备模块中第二支座(20)中的三角形支架二(21)与垫板二(22)通过圆管套接、垫板二(22)与弹簧刀片(23)通过螺栓连接、弹簧刀片(23)与支撑刃(24)通过螺栓连接，所述三角形支架一(11)和三角形支架二(21)均可收缩和调节高度。
4.根据权利要求1所述的一种胶合木层板弹性模量的无损检测系统，其特征在于：所述胶合木层板试样(30)的每端伸出所述第一支座(10)和第二支座(20)的悬挑的长度均记为a，a＝(L-l)/2≤25mm，所述胶合木层板试样(30)的长度L与厚度t的比值不应小于40，且所述胶合木层板试样(30)的长度L不应小于1.0m，所述胶合木层板试样(30)的厚度t范围为15mm-50mm。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117110436B (zh) * 2023-10-12 2024-02-02 中国林业科学研究院木材工业研究所 一种胶合木层板强度等级的高速连续在线检测设备及方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5024091A (en) * 1986-03-25 1991-06-18 Washington State University Research Foundation, Inc. Non-destructive evaluation of structural members
CN201152843Y (zh) * 2008-01-25 2008-11-19 北京林业大学 木材弹性模量无损检测装置
CN106093197A (zh) * 2016-06-07 2016-11-09 北京林业大学 大尺寸人造板弹性模量和面内剪切模量的无损检测方法
CN110133103A (zh) * 2019-05-29 2019-08-16 东北大学 基于平面脉冲声波激振的纤维增强复合材料参数辨识方法
CN111468428A (zh) * 2020-04-26 2020-07-31 国家林业和草原局北京林业机械研究所 一种应力波锯材分等装置及方法
CN114227831A (zh) * 2021-11-30 2022-03-25 苏州昆仑绿建木结构科技股份有限公司 一种高强度胶合木的制造技术
CN116029106A (zh) * 2022-12-22 2023-04-28 中国林业科学研究院木材工业研究所 一种胶合木层板单元的质量控制系统及方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5024091A (en) * 1986-03-25 1991-06-18 Washington State University Research Foundation, Inc. Non-destructive evaluation of structural members
CN201152843Y (zh) * 2008-01-25 2008-11-19 北京林业大学 木材弹性模量无损检测装置
CN106093197A (zh) * 2016-06-07 2016-11-09 北京林业大学 大尺寸人造板弹性模量和面内剪切模量的无损检测方法
CN110133103A (zh) * 2019-05-29 2019-08-16 东北大学 基于平面脉冲声波激振的纤维增强复合材料参数辨识方法
CN111468428A (zh) * 2020-04-26 2020-07-31 国家林业和草原局北京林业机械研究所 一种应力波锯材分等装置及方法
CN114227831A (zh) * 2021-11-30 2022-03-25 苏州昆仑绿建木结构科技股份有限公司 一种高强度胶合木的制造技术
CN116029106A (zh) * 2022-12-22 2023-04-28 中国林业科学研究院木材工业研究所 一种胶合木层板单元的质量控制系统及方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
3种无损检测技术评估足尺规格材的静态弹性模量;江京辉;吕建雄;任海青;骆秀琴;龙超;郭伟;;浙江林学院学报(03);全文 *
横向振动方法评估大尺寸规格材静态抗弯弹性性质;殷亚方, 吕建雄, 倪春, 任海青;北京林业大学学报(05);1-4 *
横向振动评估木结构建筑用规格材弹性性质;周海宾;任海青;殷亚方;胡林涓;;建筑材料学报(03);全文 *

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