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声发射技术用于实木家具榫接合强度检测初探

作　者: 鲁诗怡
导　师: 赵小矛
学　校: 北京林业大学
专　业: 木材科学与技术
关键词: 声发射无损检测榫接合构件弯矩试验
分类号: TS664.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

声发射(Acoustic Emission,简称AE)是指由于内力或外力的作用,材料或结构产生形变或断裂而释放出应变能的现象,而AE检测技术则是一种利用AE现象来对材料或结构进行无损评估的方法。近十几年来,在木材科学领域上的研究主要集中在木质材料力学性质的评估以及木材的干燥控制、以及切削过程中刀刃磨损监测等方面,而在实木家具结构与发生AE关系方面的研究尚属少见。期盼借由家具榫结构AE特性的探讨,有助于家具结构性能的非破坏性评估,并供产业界应用及学术界研究之参考。现归纳主要研究结果如下：(1)首先探讨家具常用材楸木在静曲试验时的AE现象,以了解其受弯曲破坏时的AE特性：结果表明其在静曲试验时发生的AE信号多集中在比例极限以后的范围,且在最大载荷处AE特征参数急剧增加并达到极值；同时传感器位置应尽可能靠近声发射源。(2)其次,以方榫、双圆棒榫经过涂胶或不涂胶连接形成的L型直角接合和斜角接合的八种构件为试件,探讨不同榫接合构件在弯矩破坏试验时所发生的AE现象：结果表明由于榫接合构件不同的破坏形式所产生的AE信号也不同,同时利用幅度分布和能量特征来分析声发射源的特征发现不同接合构件在弯矩破坏时的振幅在涂胶和不涂胶上有很大的区别,且本文认为可以用AE实时监测的方法确定裂纹开始扩展的安全临界AE参数和此时的临界载荷。(3)最后以L型方榫涂胶构件为试件,探讨不同预制裂纹长度试件在弯矩破坏试验时的AE特性：结果表明预制裂纹试件在加载的早期便有振铃计数较大且比较密集的AE信号产生,而在最大载荷处振铃计数没有无裂纹试件的密集程度高,最大振铃计数也没有无裂纹试件的大,且分析得到各个裂纹长度的试件在振铃计数首次密集区的最大值、该点释放的相应能量值、到此点的累计振铃计数、到此点的累计能量对裂纹长度都有较好的相关性。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
1. 引言  9-21
  1.1. 声发射检测技术概述  9-15
    1.1.1. 声发射检测技术的基本原理  10
    1.1.2. 声发射检测技术的特点  10-11
    1.1.3. 声发射信号的处理技术  11-13
    1.1.4. 声发射技术的应用领域  13-15
  1.2. 声发射检测技术在木材科学方面的应用  15-18
    1.2.1. 国内外研究现状  15-17
    1.2.2. 发展趋势及存在的问题  17-18
  1.3. 本研究的目的和意义  18-19
  1.4. 本研究的内容  19-21
2. 家具结构用材静曲破坏的声发射特性试验  21-29
  2.1. 试材的制备  21
  2.2. 试验设备  21-22
  2.3. 试验步骤  22-23
  2.4. 试验结果及分析  23-27
    2.4.1. 静曲试验时所发生的AE现象  23-25
    2.4.2. 静曲试验时传感器位置对AE特征参数的影响  25-27
  2.5. 本章小结  27-29
3. 不同家具榫接合构件弯矩破坏的声发射特性试验  29-67
  3.1. 试材的制备  29-33
    3.1.1. 试验材料  29
    3.1.2. 试验构件的制备  29-33
  3.2. 试验步骤  33-34
  3.3. 试验结果及分析  34-65
    3.3.1. 弯矩破坏试验时的AE特性  36-53
    3.3.2. 弯矩破坏试验时的幅度和能量特征  53-62
    3.3.3. 接合构件弯矩破坏的临界AE参数  62-65
  3.4. 本章小结  65-67
4. 不裂纹长度构件弯矩破坏的声发射特性试验  67-73
  4.1. 试件的制备  67
  4.2. 试验步骤  67-68
  4.3. 试验结果及分析  68-71
    4.3.1. 无裂纹试件与有裂纹试件的AE特性区别  68-70
    4.3.2. 有裂纹试件的AE特性与裂纹长度的关系  70-71
  4.4. 本章小结  71-73
5. 结论与建议  73-75
  5.1. 结论  73-74
  5.2. 建议  74-75
参考文献  75-79
个人简介  79-81
导师简介  81-83
获得成果目录  83-85
致谢  85

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