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[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
王天龙 陈永平 刘秀英 姜恩来 余如龙
以现场检测古建筑木构件的缺陷和评价残余弹性模量为目的,采用三维应力波的方法对保国寺大殿C1柱进行了现场勘查。结果表明:三维应力波无损检测技术可较好地进行现场古建筑木构件内部缺陷的检测,不仅可以现场检测同一高度截面内的缺陷状况,而且还可以现场检测不同高度的截面之间的缺陷状况;通过波速在不同截面之间的变化状况,说明柱子的缺陷主要存在于近地面区域;三维应力波无损检测技术还可较好地进行现场古建筑木构件平均残余弹性模量评价,传感器之间的距离对柱子的平均残余弹性模量的测定影响相对较小。
关键词：
应力波 现场 缺陷 残余弹性模量
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
廖春晖 张厚江 黎冬青 孙燕良 王喜平
为了快速、有效地筛查出古建筑木构件内部的缺陷,并估算其大小(尺寸),使用Fakopp应力波检测仪和微钻阻力仪,在尽可能小的损伤情况下,快速筛查古建筑圆柱形木构件内部缺陷及其大小(尺寸)。并选取北京市古建筑常用木材落叶松(圆盘)进行验证试验。结果表明,利用Fakopp应力波检测仪和微钻阻力仪可以现场筛查古建筑木构件的内部缺陷及其大小(尺寸)。
关键词：
古建筑 圆柱形木构件 内部缺陷 筛查
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
王解军 陈晓 夏滴洋
木材及胶合木构件的用途非常广泛,在桥梁、建筑、家具和包装等其它领域发挥重要作用。众多木材力学性能指标当中,弹性模量是最基本的一个指标,也是十分重要的一个指标。总结了目前木材及胶合木构件弹性模量测量的一些方法,运用这几种方法来研究弹性模量无损检测方法的未来发展趋势。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
张淑琴 余雁 费本华 王汉坤
通过测定杉木木材薄片小试样的顺纹抗拉弹性模量和气干密度,计算管胞的纵向弹性模量,进而研究杉木管胞纵向弹性模量的株内变异规律及其与微纤丝角之间的关系。结果表明:杉木管胞的纵向弹性模量沿径向变异较大,靠近髓心处管胞的弹性模量较小;管胞的纵向弹性模量沿树干高度方向变化不大。杉木管胞的平均纵向弹性模量为44.06GPa;随着微纤角的增大,管胞的纵向弹性模量显著降低;当微纤丝角大于24°后,管胞的纵向弹性模量降低的幅度明显减缓。
关键词：
杉木 管胞 纵向弹性模量 微纤丝角
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
欧自娜 张厚江 管成
【目的】七架梁作为大型木结构古建筑的主要承重构件,其承载力安全性直接影响古建筑木结构整体的安全性。由于周围环境和使用长久等原因造成木梁出现不同程度的缺陷,会影响木梁弯曲拉应力和剪切应力的分布,进而影响其承载力安全性。因此,研究不同缺陷类型、尺寸、位置对古建筑七架梁承载力安全性的影响很有必要。【方法】采用Abaqus有限元软件模拟计算梁上存在的裂纹、腐朽和空洞等不同缺陷时的应力分布状态,通过量化缺陷大小和缺陷位置,对不同残损因素进行单参量数值模拟分析,确定带有缺陷木梁的最大工作应力位置,分析木梁破坏的敏感位置,探究木梁承载力安全性的变化规律。【结果】不同缺陷类型对七架梁安全性的影响不同,外部腐朽对七架梁承载力的影响最大,空洞缺陷次之,裂纹缺陷的影响相对最小;对于弹性阶段的受弯木梁而言,缺陷位于两下金瓜柱之间的受拉区域时,对七架梁承载力安全性的影响程度最大;不同缺陷大小对七架梁承载力的影响不同,随着木梁开裂深度、腐朽区域深度、空洞缺陷大小的增加,木梁安全性逐步降低。【结论】局部缺陷的存在会降低七架梁安全性。数值模拟结果可以精确算出木梁最大拉应力值,是定量研究缺陷对七架梁安全性影响和确定七架梁安全性监测位置点的良好方法。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
张扬 于志明 马君
为了研究断面密度分布(VDP)对纤维板弹性模量(MOE)的影响,该文采用分段函数模拟板材VDP,并利用弹性力学薄板理论和VDP模拟模型,建立纤维板MOE预测模型。结果表明:VDP模拟模型和MOE预测模型的计算值与实测值基本吻合;最高密度对应的厚度与板材MOE存在密切关系;不同于密度均质板材,非均质纤维板的MOE与板材厚度有关。说明VDP是影响纤维板MOE的一个重要因素,纤维板MOE预测模型具有一定的实用性。
关键词：
纤维板 断面密度分布 弹性模量 预测模型
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
于永柱 管成 张厚江 姚霄芮 张典 辛振波
【目的】墙体木柱作为木结构古建筑最重要的承重构件之一,容易出现裂纹、腐朽等缺陷,而各类缺陷会影响墙体木柱顺纹压应力的分布,导致其承载力降低,进而影响其安全性,直接威胁整个建筑的稳定性。因此,研究不同类型的缺陷对古建筑墙体木柱安全性影响是很有必要的。【方法】首先建立了墙体木柱裂纹缺陷、腐朽缺陷以及复合缺陷几何模型,并定义了墙体木柱的受压安全性系数k_c,然后使用Abaqus有限元软件分别模拟分析了裂纹缺陷模型、单侧腐朽缺陷模型、环形腐朽缺陷模型和复合缺陷模型最大顺纹压应力的大小和位置,探究了不同尺寸的缺陷对墙体木柱安全性的影响,并进行了实例验证。【结果】单侧腐朽缺陷以及复合缺陷会使墙体木柱在径向上出现较大偏移,对木柱的稳定性产生较大影响,而裂纹缺陷和环形腐朽缺陷在径向、顺纹方向和切向上偏移较小;裂纹缺陷、单侧腐朽缺陷、环形腐朽缺陷和复合缺陷都对墙体木柱最大顺纹压应力和安全性有较大影响,最大顺纹压应力总是出现在有效截面面积最小处,且均随各缺陷程度的增大呈指数增加,而安全性系数呈指数下降,同时复合缺陷对墙体木柱安全性的影响要大于单一缺陷对墙体木柱的安全性影响。半露明柱与暗柱在腐朽深度相同时,安全性相差不大,在腐朽面积相同时,半露明柱的安全性要远低于暗柱。【结论】裂纹缺陷和腐朽缺陷会降低墙体木柱的安全性,而有限元数值模拟能够计算出墙体木柱的顺纹压应力最大值,进而量化墙体木柱的安全性,其结果可以为墙体木柱的修缮提供依据。
关键词：
墙体木柱 缺陷 数值模拟 安全性
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
孙荧 戴璐 漆楚生
【目的】建立随时间变化的古建筑残损木构件多因子强度退化模型，验证基于概率密度演化方法对残损木构件进行可靠度分析的适用性，提高古建筑残损木构件可靠度分析的计算精度和效率，为古建筑保护中构件力学性能的量化和评估提供科学依据。【方法】综合考虑长期荷载、腐朽、虫蛀和干缩开裂对木材损伤的影响，借助已有模型和理论，建立木构件多因子损伤时变模型并推导出强度退化模型。以某古建筑木结构的典型柱为例，根据强度退化模型确定影响参数，对残损影响参数进行灵敏度计算及排序，通过设定阈值确定影响构件残损的关键参数，将非关键参数常数化以实现参数的初步降维。通过拉丁超立方法在关键参数的参数域内选点得到1 000组代表点，基于强度退化模型计算残余强度变化率，根据概率密度守恒构建概率密度演化方程，利用差分法求解得到残余强度比与随机参数的联合概率密度函数，在随机参数域内积分求得残余强度比随时间变化的概率密度函数，最后将概率密度函数在安全域内积分得到构件可靠度；同时基于蒙特卡罗法随机抽样产生10 000组参数数据对残损木柱进行可靠度分析，对比分析两种方法计算出木柱服役时间为1～1 000 a时的失效概率。【结果】随服役时间增加，木柱损伤变量逐渐增大，服役时间为1 000 a时1 000组不同参数值的构件几乎都达到失效界限；概率密度演化曲面中概率最高的残余强度比逐渐减小；构件失效概率随时间增大，即可靠度降低；服役时间为100、300、500、700、900 a的5个节点，蒙特卡罗法和概率密度演化方法计算所得的木柱失效概率差值分别为9.48%、3.92%、6.10%、8.40%、4.40%，在蒙特卡罗法参数取样量更多、计算用时更长的前提下，两者计算所得失效概率差值不超过10%。【结论】建立的多因子强度退化模型可用于木柱残余强度的评估和预测，但仍需要进一步的修正。基于概率密度演化方法对残损木构件进行可靠度分析是可行的，与蒙特卡罗法相比具有更高的效率。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
张建 徐欣宏 黄海涛 唐文献 王纬波
为提供一种更加符合蛋壳结构力学特性的测试蛋壳弹性模量的方法,以鹅蛋壳为研究对象,对鹅蛋进行轴向压缩试验,获取赤道部位的经向、纬向应变与轴向载荷之间的关系;依据旋转壳无矩理论推导出蛋壳弹性模量和泊松比的表达式,并根据试验数据求取试验鹅蛋壳的弹性模量和泊松比。测得试验鹅蛋壳弹性模量的平均值为47.33GPa,方差为5.68;泊松比平均值为0.411,方差为0.064。本研究所述测试方法更加符合蛋壳结构力学特性,可以为蛋类的生产、运输、加工装置设计提供参考。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
张厚江 王朝志 苏娟
基于横向振动原理的锯材弹性模量测量方法具有快速、无损、足尺测量等特点。该文讨论了两端刚性简支支撑和一端刚性、一端弹性支撑两种支撑形式下,锯材弹性模量检测的理论依据。在以实际生产应用为目标的检测仪器开发中,一端支撑要包含测力传感器,用于传感锯材的重量和振动信号。结果表明:测力传感器端的支撑相当于一种弹性支撑,它会造成试件固有频率测量值比实际值低,进而给试件弹性模量测量值带来误差。这一固有频率测量值减小幅度与试件-支撑刚度比有关:试件-支撑刚度比越小,减小幅度越小。一般情况下,如果将试件-支撑刚度比控制在0~0.005范围内,则会测得足够精确的弹性模量值。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
王解军 夏滴洋 陈晓
在简支条件下,应用振动无损检测法测定了胶合木梁的固有频率并算得其弹性模量值,同时采用振动分析有限元法计算胶合木梁频率值和用静载试验测定其弹性模量。通过对振动测试、振动分析及静载试验共3种方法得到的结果进行比较,证明了振动法测试胶合木梁弹性模量的可行性和准确性。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
张厚江 申世杰 崔英颖 苗毅 王瀛坤
该文介绍了振动法测定木材弹性模量的理论依据,组建了由脉冲锤、加速度计、计算机等组成的测试系统,对测试基本方法进行了试验研究.发现横向振动方式可以有效地测得木板试材的固有频率值,测定效果好;而纵向振动方式不能测得试材的固有频率值,不能作为测量木材弹性模量的方法.在横向振动测量方式中,激振点与拾振点间距离应位于试材两端部附近,两者间间距应尽量远.通过与静态测试结果比较,发现振动方式测得的弹性模量值比静态方式测得的稍大.
关键词：
弹性模量 激振点 拾振点 横向振动方式
[期刊] 林业科学
[作者]
刘镇波 刘一星 于海鹏 袁俊奇
以市场上购买的气干核桃楸、水曲柳和红松板材为试材,采用基于打击音的快速傅里叶变换(FFT)频谱分析方法,检测试材的动态抗弯弹性模量,并与力学实验机测定的试材静态抗弯弹性模量作比较。结果表明:用声共振FFT快速自动检测实木板材的弹性模量具有普遍性意义,且比简单根据木材密度估计的方法提高了木材静弹性模量推测的准确度和精度。
关键词：
板材 无损检测 动态弹性模量
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
沈繁宜 李吉跃
总结了以往几种植物组织总体体积弹性模量ε的计算方法，并推导出另外两种新的计算弹性模暑的公式。用各公式对几个树种各自的同一条ＰＶ曲线的数据计算出ε值，结果表明，同一组数据用不同公式计算的弹性模量的值不相同，有的差异很大。文章初步讨论了不同的公式产生误差的原因。根据数学推导过程我们认为新公式最准确．
关键词：
弹性模量,膨压,渗透水
[期刊] 林业科学
[作者]
王正 顾玲玲 高子震 刘斌
【目的】应用频率法精确测量SPF规格材的弹性模量,探讨应用威布尔分布分析其弹性模量数据的可行性。【方法】从南京北美木屋有限公司一批SPF规格材中随机抽取容量为300的样本作为试件,采用弹性绳垂直自由悬挂方式的支承结构对试件实现自由梁,模态试验验证自由梁的精度。在瞬态激励下,通过测试试件一阶弯曲频率,得其弹性模量值;应用应力波法验证频率法测试结果的正确性。对其测试数据采用Weibull分布拟合检验、威布尔分布和正态分布的K-S检验、SPF规格材总体弹性模量在给定值下的概率计算和SPF规格材质量评价的概率分布方法进行研究。【结果】频率法和波速法测得的弹性模量具有较好的相关性;从威布尔分布和正态分布...
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