1. 研究目的与意义
木质复合材料(wood一based composites ) 是以木质材料为主,复合其它材料而构成的具有特殊微观结构和性能的新型材料。
通过利用木材与其它材料的复合效果,可根据用途改良天然木材固有的缺点,改善木材的使用性能,赋予木材新的功能,提高木材的使用价值和利用率,扩大木材的使用范围和延长其使用寿命,实现低质材的优化利用,满足不断增长的社会生产和人类生活的需要。
因此,木质复合材料的研究和开发,对高效利用木材资源、保护生态环境和促进社会持续发展具有重要意义,是木材工业的主要发展方向。
2. 国内外研究现状分析
关于木质复合材料振动特性,国外,特别是日本和欧美的学者,在这方面的研究比较早,对木质复合材料的无损检测进行了大量基础性的研究工作。
检测方法主要有振动法、x射线法、超声波法、声脉冲法、应力波和微波法等,研究内容主要集中在对木质复合材料的弹性模量和缺陷进行无损检测。
早期的研究主要是利用振动法测定木材的弹性模量,确定木材的强度,timoshenko(1921)提出了考虑剪切力和回转惯性力影响的振动方程。
3. 研究的基本内容与计划
共振频率是指一物理系统在特定频率下,比其他频率以更大的振幅做振动的情形;此些特定频率称之为共振频率。
在共振频率下,很小的周期驱动力便可产生很大的振动,因为系统储存有振动的能量。
当阻尼很小时,共振频率大约与系统自然频率或称固有频率相等,后者是自由振荡时的频率。
4. 研究创新点
研究对象除了主要集中在实体木材和人造板(胶合板、刨花板和中密度纤维板),而对其他木质复合材料的研究增加,如木塑复合材料、单板层积材等木质复合材料的无损检测研究的报道较少。
木质复合材料无损检测信号的获取主要通过敲击采集材料的振动信号,而可以利用其他信号,如超声波信号、声发射信号,对木质复合材料的性能和缺陷检测进行研究。
研究内容主要集中在木质复合材料的弹性模量和材料缺陷的定性检测,将可以对木质复合材料缺陷定量检测进行研究;对木质复合材料无损检测信号处理方法主要集中在信号的时域波形分析和快速傅里叶变换,而很少利用先进的信号处理技术,如小波和人工神经网络,分析处理无损检测信号;对木质复合材料缺陷的研究主要集中在静态缺陷,如节子、腐朽等,增加对动态缺陷,特别是在受载荷条件下木质复合材料内部缺陷的动态演变过程和受力条件下结构材料的安全性实时监控的研究;对木质材料的力学性能检测研究较多,增加对木质材料,特别是木质复合材料,力学性能的动态预测和力学性能的优化设计的研究。
