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自由板扭转振形法测定木材剪切模量 总被引：1，自引：0，他引：1
在木材加工行业中,锯材是木结构建筑、家具、木地板等产品的主材,研究其刚度力学性能十分重要。为探讨与完善自由板扭转振形法动态测定木材3个剪切模量的原理和方法,应用自由板一阶扭转振形和能量法,导出了木材剪切模量与自由板一阶扭转频率的关系式,并给出木材弦切面、径切面和横切面振形系数依赖于自由板宽长比和厚宽比的公式。木材的弦切面、径切面和横切面振形系数可以通过公式计算,也可以通过查表获得。通过多树种的仿真计算和动静态试验验证了自由板扭转振形法测定木材弦切面、径切面和横切面剪切模量的正确性。结果表明:自由板扭转振形法适用于测定木材3个剪切模量GLT、GLR和GRT,其测定方法具有简单、快速、重复性好和精度高等优点;实施自由板扭转振形法测定木材剪切模量的关键是测试自由板频谱,并从频谱图上正确识别出一阶扭转频率,推荐用互功率谱概念识别频谱图上的一阶扭转频率。 相似文献
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《林业科学》2017,(8)
【目的】探讨基于悬臂板扭转模态测试正交各向异性材料(木材)和各向同性材料剪切模量的原理和方法。【方法】首先根据ANSYS计算的悬臂板一阶扭转振形,应用优化原理分别得到垂直和平行于板中面位移w和u的一阶扭转振形函数,然后借助能量法导出悬臂板一阶扭转频率与板材弹性模量和剪切模量的关系式,该式中的2个振形系数通过与动能、扭转应变能和拉压应变能相关积分计算,从振形系数计算值的二元线性回归得到振形系数依赖于悬臂板宽长比和厚宽比的相关式。【结果】导出的悬臂板一阶扭转频率与板材弹性模量和剪切模量的关系式,只有在测出悬臂板一阶弯曲频率得到弹性模量后,才能应用这个关系式由悬臂板一阶扭转频率推算出剪切模量。【结论】导出了悬臂板一阶扭转频率与弹性模量和剪切模量之间的关系式,其中振形系数依赖于悬臂板宽长比和厚宽比。该关系式动态测试剪切模量的正确性不仅得到低碳钢、轧制铝、桃花心木、白蜡木和轻木剪切模量仿真计算的验证,还得到低碳钢、西加云杉(径切面和横切面)、蒙古栎(顺纹)和油松(弦切面和径切面)等材料剪切模量的动态和静态试验的验证,且基于悬臂板一阶扭转模态与自由板扭转振形法测试木材或各向同性材料的剪切模量相当吻合。基于悬臂板一阶扭转模态提供了一个应用悬臂板频谱动态测试剪切模量的简便和快速的方法,该方法不仅适用于测试木材的3个主向剪切模量GLT、GLR和GRT,还适用于测试各向同性材料的剪切模量。 相似文献
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为考察加速计质量和安装位置对木材测试频率的影响,设计了用自由梁和悬臂梁测试一阶弯曲频率以及用自由板测试一阶扭转频率的试验方案。根据能量法和振型推导出适用于计入加速计质量和安装位置影响的弹性模量和自由梁、悬臂梁的一阶弯曲频率的修正关系式以及剪切模量和自由板一阶扭转频率的修正关系式。应用加速度计为传感器实测了西加云杉梁、板和定向刨花板(OSB)沿其长度方向的一阶弯曲频率和一阶扭转频率,验证了导出的修正关系式应用于测试材料弹性模量和剪切模量的有效性,并以加速度计质量m和试件质量M之比m/M为参数,探讨了上述导出的修正关系式的适用范围。 相似文献
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【目的】基于试验探究Timoshenko自由梁迭代法计算木材弹性模量和剪切模量的适用性,重点考虑木材弹性模量和剪切模量的测试精度,寻求梁试件合适的长厚比。【方法】通过山毛榉、云杉-松-冷杉(SPF)和单板层积材(LVL)试件截短试验,动态测试不同长厚比试件的频谱,从频谱图上读出自由梁的第一阶和第二阶弯曲频率;应用迭代程序计算木材和木质复合材料的弹性模量和剪切模量;采用自由杆件扭转振动法和自由板扭转振型法验证自由梁迭代法计算剪切模量的有效性。【结果】存在一个与树种有关的试件长厚比下限值,当试件长厚比小于该下限值时,自由梁迭代法不能计算出正常的弹性模量和剪切模量或根本计算不出弹性模型和剪切模量;自由梁迭代法计算出的弹性模量高于Euler自由梁法计算出的弹性模量,其程度与试件长厚比有关,仅当试件长厚比大于24时其偏高值才在4%以内;自由梁迭代法计算出的剪切模量与矩形截面因子k取值有关,当k取0.833和0.913时,分别高于自由杆件扭转振动法(自由板扭转振型法)剪切模量测试值12.2%和2.3%(19.9%和9.3%)。【结论】为保证自由梁迭代法测试精度,推荐采用长厚比20～24的梁试件动态... 相似文献
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【目的】研究定向刨花板(OSB)的各向异性,探讨OSB面内剪切模量动态和静态测试方法,以提供一种快速、简便、重复性好、精度高的动态测试方法测量和分析OSB弹性常数。【方法】应用ANSYS程序计算OSB自由板和悬臂板试件的振形系数,给出振形系数依赖于板长宽比和宽厚比的关系式,通过仿真计算、动态试验和方板静态扭转试验验证其正确性。动态试验测试OSB剪切模量试件从一块整张OSB上下料制作,分为3个方向,即沿整板纵向下料制作的试件(0°或x向)、横向方向下料制作的试件(90°或y向)和沿与纵向呈45°方向下料制作的试件;方板扭转试验测试OSB剪切模量试件沿整板纵向或横向下料制作;动态测试OSB纵向、横向和45°方向弹性模量以及面内剪切模量和45°方向剪切模量。【结果】OSB实测纵向弹性模量是横向弹性模量的2.89倍,45°方向剪切模量小于面内剪切模量。正交各向异性材料方板扭转试验测试剪切模量推算公式需用±45°方向应变测量值的差值进行推算,将其用于OSB,测得的静态剪切模量与动态测试的剪切模量相当吻合。【结论】OSB弹性模量具有方向性,纵向最大,横向最小,45°方向介于二者之间;自由板扭转振形法和悬臂板扭转模态法适用于动态测试OSB面内剪切模量,其正确性得到方板扭转试验验证;0°和90°OSB动态测得的剪切模量几乎相等,可作为OSB面内剪切模量Gxy的估计值;OSB不宜按单向复合材料处理,在理论分析时宜按正交各向异性处理,OSB45°方向的剪切模量G45°相似文献
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古筝琴板的振动特性初探研究 总被引：1，自引：0，他引：1
《林产工业》2021,58(6)
木质乐器的好坏与木质板材的振动特性有着密切关系。以古筝为例,对琴板振动特性进行了理论分析与试验研究。分析了板的弯曲和扭转振动理论,得出琴板扭转和弯曲振动的固有频率值;通过自由振动试验和弯曲与扭转振动模态试验,得到琴板的自由振动时域图和频谱图及其弯曲振型和扭转振型图;通过理论分析与试验结果对比,验证了古筝琴板振动特性试验方法与结果的有效性,为古筝琴板及其他乐器木质板材的筛选与生产提供了一种有效的科学手段。 相似文献
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《林业科学》2016,(8)
【目的】给出动态测试木材泊松比的理论依据,提出一种简单易行且能提高测试精度的动态测试木材泊松比μLT,μLR和μRT的方法。【方法】从木材的应力-应变关系(胡克定律)和悬臂板一阶弯曲模态的应力、应变分析2方面阐述动态测试木材泊松比的原理和方法。对轻木、云杉、欧洲赤松、白蜡木、山毛榉5个树种木材,将其长宽比为6,5,4,3的弦切面、径切面和横切面制成悬臂板试件,应用ANSYS程序shell63单元计算其在一阶弯曲模态下的应变和应力,并通过应力、应变分析及平面应力状态下的应力-应变关系得到动态测定木材泊松比的应变花粘贴位置;同时采用静态试验验证动态测试泊松比的正确性。【结果】悬臂木板作一阶弯曲振动时,板内横向应变εy与纵向应变εx之比随距其悬臂端距离的增加而上升;横向应力σy与纵向应力σx之比在整个板内都很小,随距悬臂端距离的增加从正值下降到负值,存在一个σy等于零的位置,在此位置上横向应变与纵向应变之比的绝对值不仅等于泊松比值,而且等于ANSYS计算时输入的泊松比值,以此确定动态测试木材泊松比的应变花粘贴位置。【结论】动态测定木材泊松比μLT,μLR和μRT的十字应变花粘贴位置取决于悬臂板内横向应力σy等于零的位置。对于弦切面的悬臂板,十字应变花粘贴位置与板宽长比和板材密度有关;对于径切面和横切面的悬臂板,其十字应变花粘贴位置仅与板长宽比有关;瞬态激励测量应变花的横向应变和纵向应变频谱,一阶弯曲频率的横向应变与纵向应变的线性谱幅值之比得到泊松比的动态测量值;虽然木材的横向应力与纵向应力之比在其整个悬臂板内都很小,但因木材主向弹性模量相异很大,故在测试木材泊松比时不容忽视其横向应力σy与纵向应力σx的比值;动态测试木材泊松比方法的正确性得到轴向拉伸和四点弯曲等静态试验的验证,且木材泊松比动态测试值的分散性相对于静态测试值有所改善。 相似文献
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竹胶合板的弹性常数是决定其力学性能的重要指标。为了快速、简便、准确地检测竹帘竹胶合板的弹性模量、剪切模量和泊松比,采用自由板模态法和自由板瞬态激励法动态测试了竹帘竹胶合板的纵、横向板试件的弹性模量E和剪切模量G,采用悬臂板瞬态激励法动态测试了竹帘竹胶合板的泊松比μ;利用静态四点弯曲法试验验证了动态测试竹帘竹胶合板弹性模量、剪切模量和泊松比的准确性与可靠性;并对整板的质量等级、均质性和尺寸效应等进行了机理分析与评价。结果表明：竹帘竹胶合板的动态弹性模量、剪切模量和泊松比均值分别为0.7 GPa、1 300 MPa和0.12,均符合GB/T13123—1991和LY/T 1575—2000中一等品规定要求;竹帘竹胶合板不满足G=E/2(1+μ)的关系式,为各向异性材料;动静态法测试得到竹帘竹胶合板试件弹性常数值一致,且动态测试法具有快速、简便、重复性好和精度高等优点。 相似文献
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竹木板材作为一种原料,被广泛用于生产家具、地板及工程装修等。其中,弹性模量和剪切模量是其重要的力学性能指标。为快速无损测定竹木板材的动态弹性模量和动态剪切模量,设计了一种基于FPGA的板材动态弹性模量和剪切模量测试系统。系统通过全桥电阻应变传感器拾取板材的冲击响应信号,信号经过调理电路放大后输入FPGA开发板,进行模数转换及频谱变换,得到振动信号的一阶模,最后计算得到竹木板材的动态弹性模量和动态剪切模量。为方便用户使用,该系统增加了上位机显示体系,实现信号采集、频谱分析、一阶模提取、模量计算等功能,执行一次测试仅需几秒。为验证测量方案的可行性,与分离刚度法测试进行了对比,其弹性模量的相对误差在0.14%～2.59%,平均误差为1.46%;剪切模量的相对误差在0.32%～7.45%,平均误差为4.18%。实测数据表明,该动态模量在线检测系统可以有效地测量竹木板材的动态弹性模量和动态剪切模量,处理速度快、应用灵活、稳定性强,可满足生产过程的实时检测需求。 相似文献
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设计了一种用于高速传动过程中扭矩传递的数字可编程式柔性联轴器.根据对不同连接引线孔的编组,实现不同扭矩的传递输出,从而达到对所传递输出扭矩的数字式可编程控制的目的.利用高速旋转实验台对这种数字可编程式柔性联轴器进行了试验测试,取得了很好的效果. 相似文献
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介绍国内外机械化植树造林机械发展状况,指出国内植树用挖坑机研究重点,利用空间运动学和机械振动理论以及弹性动力学原理着重分析建立钻头主轴扭转振动模型并用数值方法进行求解,同时系统地分析钻头主轴下端部件与土壤的相互作用力、钻头主轴重力及惯性力等因素的影响,给出动态的准随机边界条件和初始条件.为下一步的钻头动力学特性仿真及整机动态特性研究,合理预测和控制钻头的运动规律,改善钻头的动力学特性,提高钻头工作效率及改进设计方法提供新的理论依据. 相似文献
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张占宽 《林业机械与木工设备》2005,33(6):13-15
将未适张、辊压适张、锤击适张圆锯片装在不同直径的夹盘上，施以相同的夹紧力后进行振动模态分析。实验证明，不论是未适张圆锯片，还是辊压和锤击适张圆锯片，随着夹盘增大，锯片各阶固有频率都有不同程度的提高，其中辊压适张圆锯片二阶振动模态的固有频率没有增加或只有少量增加，锤击适张圆锯片四阶以上振动模态的固有频率有显著增加。 相似文献
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介绍了目前生产中常用的曲木胶合高频压机的结构及使用性能，分析了压机的结构、液压控制系统、加热及温控系统等在实际生产中存在的一些问题，并根据使用情况提出了相应改进意见。 相似文献
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James K.Agee 《林业研究》1993,4(2):1-10
Forest fire history can be reconstructed over past centuries across a widevariety of forest types.Fire scars on living tress,and age classes of forest stands,are thetwo sources of information for these reconstructions.Point and area frequencies are usedto reconstruct fire history.Point frequencies are useful in forest types that burn withfrequent,low intensity fire so that many fire-scarred residual trees exist.A true point isa single tree,but more often point estimates are made by combining fire scar records fromseveral adjacent trees.Area frequences are applied where fires are infrequent but ofmoderate to high intensity,so that stand ages are used across wide areas to estimate firereturn interals.Proper selection and application of fire history methods are essential toderiving useful ecological implications from fire history studies.This review evaluates the common methods of determining fire history:what thetechniques are,where they are best applied,and how to interpret them in an ecologicalcontext.E 相似文献
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拉索损伤会引起拉索索力的变化和结构内力重新分布,主梁的挠度也将随之发生改变。文章以一个大跨斜拉桥为例,研究拉索损伤对斜拉桥结构性能的影响。 相似文献
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割灌机把手振动分析 总被引：2，自引：0，他引：2
梁桂清 《林业机械与木工设备》2000,28(9):16-17
对割灌机把手振动进行测试分析，找出引起振动的主要原因，为进一步减轻把手振动提供设计依据。 相似文献