面向古建筑木构件内部缺陷勘测的应力波临界速度确定     

廖春晖  张厚江  黎冬青  王喜平 《西北林学院学报》2013,28(4)

利用Fakopp应力波检测仪对北京市古建筑中较常使用材落叶松、琼楠、杉木进行检测,结合统计学中置信区间估算方法,处理应力波仪检测出的应力波在健康材料中的传播速度,总结出一套古建筑木构件现场缺陷检测的应力波传播临界速度的计算方法,期望利用此方法建立一个应力波速度检测依据,使在今后现场检测当中能快速、准确判断出古建筑木构件中是否存在缺陷及缺陷的位置,以便进一步的检测.  相似文献   

基于应力波和微钻阻力的古建筑木构件材料力学性能检测     

朱磊  张厚江  孙燕良  闫海成  王喜平 《东北林业大学学报》2011,(10):81-83

以落叶松古建筑木构件材料为试验对象,定量试验对比了应力波技术与微钻阻力技术对材料力学性能的检测效果;并综合两种技术,探索了较单个技术检测精度更高的检测方法.试验结果表明,应力波检测方法在推算木构件材料抗弯弹性模量、抗弯强度方面的准确度要略高于微钻阻力检测方法,而在推算抗压强度方面,则微钻阻力检测方法的准确度略高;结合了...  相似文献   

古建筑木构件材料主要力学性能检测方法研究   总被引：2，自引：0，他引：2  

张厚江  朱磊  孙燕良  王喜平 《北京林业大学学报》2011,33(5):126-129

为在不损害木构件功能情况下,于现场快速、有效地检测评估出构件材料的主要力学性能,以北京圆明园正觉寺鼓楼拆卸下来的落叶松材为试验对象,对力学试件进行应力波传播速度、微钻阻力、密度等检测,力图以微钻阻力与应力波速度平方的乘积（应力波-阻力模量）作为评估木构件材料力学性能的指标。经过与传统力学性能检测方法的检测结果对比发现：...  相似文献   

木构件材料力学性能快速检测研究     

孙燕良  张厚江  朱磊  闫海成  王喜平  廖春晖 《西北林学院学报》2012,(2):245-248,260

木材的各项力学性能是反映木材综合利用价值的重要指标,如何快速预测出其各项指标,更好的运用木材,一直是相关工作者努力的方向。以木建筑常用材料——红松和落叶松2种木材为研究对象,运用微钻阻力仪和应力波测试仪分别对其进行力学性能快速检测,并将检测结果与传统力学试验机检测结果进行对比分析。结果表明,这2种方法都适于快捷检测评估木构件材料力学性能,其中对于红松,宜选用应力波速度检测弹性模量和抗弯强度2项性能;对应落叶松来讲,宜选用微钻阻力检测弹性模量、抗弯强度、抗压强度3项性能。  相似文献   

古建筑木构件缺陷及评价残余弹性模量的初步研究     

王天龙  陈永平  刘秀英  姜恩来  余如龙 《北京林业大学学报》2010,32(3):141-145

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。  相似文献   

基于微钻阻力的落叶松弹性模量快速检测     

孙燕良  张厚江  朱磊  王喜平  闫海成  廖春晖 《湖北农业科学》2012,51(11):2348-2350

以落叶松(Larix gmelinii)新鲜材、古建筑旧材为试验材料,运用微钻阻力仪对其内部的微钻阻力进行了快速检测,分析微钻阻力与两种落叶松材弹性模量之间的相关性及利用微钻阻力快速评估木材弹性模量的可行性.结果表明,对于新鲜落叶松材料,其微钻阻力检测值与弹性模量呈显著线性相关,可以利用微钻阻力较好地评估其弹性模量,且二者相关系数为0.831 9;对于古建筑的落叶松材料,利用微钻阻力快速检测弹性模量的精度则相对较差,二者相关系数为0.341 5,需结合其他检测指标综合进行判断.  相似文献   

应力波技术检测古建筑木构件残余弹性模量的初步研究   总被引：7，自引：0，他引：7  

段新芳  王平  周冠武  高超英 《西北林学院学报》2007,22(1):112-114

采用无损检测技术对古建筑木结构安全进行定量评价,对古建筑木结构维修和保护具有重要的现实意义。采用应力波测定仪FAKOPP对塔尔寺大金瓦殿的脊檩、檩、梁、承椽檩、房椽等五种木构件的动弹性模量进行了测定,结果表明:应力波无损检测可以有效的测定残余木构件的力学强度,不同种类木构件弹性模量保持率与其承重作用大小相关。  相似文献   

明十三陵裕陵修缮工程中的木构件无损检测   总被引：2，自引：1，他引：1  

廖春晖  张厚江  王喜平  黎冬青  祖汉松  张文博 《北京林业大学学报》2014,36(1):132-137

北京明十三陵裕陵地面上的建筑损害严重,残留建筑的木结构承重构件(梁、柱)需要逐一排查、鉴定,以最大 程度地留用原有的木构件。本文对这些木构件进行了检测、评估。根据实际情况,方城明楼等建筑的木结构被拆 下落地后检测,三座门、神木等木结构构件在原结构上(未拆卸)检测。首先对木构件进行树种鉴定,然后利用外观 分等,再用应力波和微钻阻力检测等无损检测方法对梁、柱承重类木构件(共62 根)缺陷(内、外)进行检测。结果 表明:几乎所有承重木构件都存在不同程度的腐朽、裂纹等缺陷,其中大部分承重木构件(41 根)存在大范围缺陷, 已不可再用;少部分承重木构件(21 根)存在可修补的缺陷,修补后可再用。本次检测成果,为工程设计、施工方提 供了具体、可靠的木构件缺陷状况资料,为裕陵修缮工作提供了可靠的技术支持   相似文献   

微钻力阻力仪在检测木材密度中的应用研究     

孙燕良  张厚江  朱磊  闫海成 《湖南农业科学》2011,(5):43-44

利用微钻阻力仪对红松密度进行了检测试验,结果表明,测定木材微钻力能够实现木材密度的快速无损检测,从而快速评估木材的工艺性质、检测木材内部缺陷以及估算木材的其他力学性能等,为相关人员在木材密度的快速检测方面的研究提供参考。  相似文献   

微钻力阻力仪在检测木材密度中的应用研究     

孙燕良  张厚江  朱磊  闫海成 《湖南农业科学》2011,(10):43-44

利用微钻阻力仪对红松密度进行了检测试验,结果表明,测定木材微钻力能够实现木材密度的快速无损检测,从而快速评估木材的工艺性质、检测木材内部缺陷以及估算木材的其他力学性能等,为相关人员在木材密度的快速检测方面的研究提供参考.  相似文献   

古建筑墙体木柱缺陷对其安全性影响数值模拟研究     

于永柱  管成  张厚江  姚霄芮  张典  辛振波 《北京林业大学学报》2022,44(1):132-145

  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。   相似文献   

古建筑七架梁缺陷安全性影响数值模拟研究     

欧自娜  张厚江  管成 《北京林业大学学报》2020,42(4):142-154

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。   相似文献   

故宫养心殿墙体木柱缺陷状况无损检测研究   总被引：1，自引：1，他引：0  

张典  于永柱  管成  王辉  张厚江  辛振波 《北京林业大学学报》2021,43(5):127-139

  目的  古建筑墙体木柱部分或全部被墙体包裹，木柱与墙体接触部分易腐朽，检测操作空间差。通过对故宫养心殿墙体木柱缺陷状况的无损检测研究，探索墙体木柱缺陷状况无损检测评估方法，揭示墙体木柱腐朽存在的规律，为养心殿木柱修缮工作提供依据，也为其他木结构古建筑墙体木柱的无损检测和缺陷评估提供借鉴。  方法  以养心殿正殿、梅坞、东配殿、西配殿4座建筑中的68根墙体木柱为研究对象，首先利用木柱的外露面、透风口或拆口，进行现场检测，内容包括外部缺陷检测、敲击检测、内部缺陷检测、含水率检测和树种取样；然后对现场检测获得的木柱尺寸、缺陷类型和尺寸、微钻阻力曲线等数据资料进行汇总分析，评估每根被测木柱的缺陷情况，总结墙体木柱腐朽分布规律。  结果  养心殿墙体木柱整体保存状况较好；养心殿墙体木柱外部和内部缺陷的形式是不同的，外部缺陷的主要形式为外部腐朽和材料缺失，内部缺陷的主要形式为内部腐朽和空洞，而这两种缺陷的次要形式均为裂纹；对单根木柱而言，在横向截面上腐朽主要发生在木柱与墙体接触的区域，在纵向上腐朽主要发生在木柱底部，自下而上腐朽程度逐渐减轻；对全体木柱而言，双面外露木柱发生腐朽的概率较低，单面外露木柱发生腐朽的概率较高，完全被墙体包裹的木柱最容易发生腐朽。  结论  本研究所采用的方法用于墙体木柱缺陷状况无损检测评估是可行的，墙体木柱的位置、被包裹程度和树种对其缺陷状况均有影响。   相似文献   

木材径切面内部缺陷的应力波成像算法   总被引：2，自引：1，他引：1  

郑泽宇  冯海林  杜晓晨  方益明 《浙江农林大学学报》2019,36(2):211-218

为了获得木材径切面上的缺陷形状、大小和位置,提出一种木材径切面内部缺陷成像的方法。首先,基于应力波在木材径切面上的传播规律,提出一种木材径切面上的应力波速度修正方法。将应力波速度转换为径切面上的若干个预估点的值,结合反距离加权插值（IDW）法提出一种速度修正插值（VCI）方法。最后,使用VCI方法在不同树木样本上进行了木材径切面缺陷的二维成像实验。结果表明:①VCI方法可以重建木材内部缺陷大小以及缺陷位置,缺陷成像结果与真实的缺陷情况相吻合。②对比IDW方法的成像结果,VCI方法对缺陷的大小以及缺陷形状、位置的成像结果有较大提高。③利用混淆矩阵方法对VCI与IDW方法进行定量分析表明,VCI方法的平均准确率、平均精确度和平均查全率均高于IDW方法,说明VCI方法成像效果的可行性和有效性。  相似文献   

基于超声波频谱分析技术的木材孔洞缺陷无损检测   总被引：4，自引：0，他引：4  

杨慧敏  王立海 《东北林业大学学报》2007,35(8):30-32

在探讨现有木材无损检测分析方法不足的基础上,根据超声波在木材中的传播规律,提出了用超声波能量衰减和频率成分的改变表征木材缺陷信息的方法,在此基础上用频谱分析处理了超声波信号。通过对木材空洞缺陷进行了多种频谱分析方法对比研究,选用Welch功率谱分析法对红松标准试件进行超声检测。实验结果表明,频谱分析能判断孔洞缺陷的大小和孔洞个数的变化规律,可见缺陷信号频谱丰富。频谱分析能够区分木材孔洞缺陷的大小和个数,而对缺陷的位置区分不明显。  相似文献   

微波干燥过程中木材内蒸汽压力与温度的变化特性   总被引：1，自引：1，他引：0  

刘志军  张璧光  贺宏奎 《北京林业大学学报》2006,28(6):124-127

该研究利用T型聚四氟乙烯连接装置将温度传感器和压力传感器与被干材内部的待测点相连,实现了微波干燥过程中对木材内部同一点温度、蒸汽压力的同步测定.主要分析了木材内温度、蒸汽压力在微波场中的变化特性及其相互关系,并对温度、蒸汽压力的变化与微波干燥中出现的内裂、炭化等干燥缺陷的相关性进行了初步探讨.研究结果表明, 木材在微波干燥过程中,温度的变化大致分为3个阶段:快速升温段,恒温段和后期升温段;微波辐射功率增高,升温速度加快,恒温段温度提高,恒温段时间缩短;微波辐射功率提高,木材内部蒸汽压力上升速度相应加快,压力峰值也相应变大,最大压力值保持的时间变短.压力上升速度伴随着温升速度的加快而加快,当温度升高到恒温段时,压力也同时达到最大值.内裂通常出现在木材干燥恒温段初期,主要由于高含水率木材内部过高的蒸汽压力造成;炭化通常出现在木材干燥后期,主要由于低含水率木材高温点的介电特性造成.   相似文献   

宁波保国寺大殿木构件属种鉴定     

王天龙  刘秀英  姜恩来  李华  余如龙 《北京林业大学学报》2010,32(4):237-241

为配合宁波保国寺大殿保护和未来修缮的需要,对保国寺大殿古建筑主要木构件木材进行了属种鉴定。采用切片、光学电子显微镜拍照、宏观和微观特征分析等方法,对287个试样进行了属种鉴定。结果表明:保国寺大殿的木构件共有9个属种,分别是杉木属、硬木松属、云杉属、扁柏属、落叶松属、水松属6个属的针叶材和龙脑香属、锥木属、板栗属3个属的阔叶材。  相似文献   

Pattern recognition and size determination of internal wood defects based on wavelet neural networks     

Lihai Wang  Li Li  Wei Qi  Huimin Yang 《Computers and Electronics in Agriculture》2009,69(2):142-148

This paper presented the results of a preliminary study on detecting internal wood defects using an ultrasound technique coupled with wavelet transform and artificial neural networks analysis. At room temperature in the laboratory, the type and size of the wood defects in 275 Elm specimens were detected using a RSM-SY5 ultrasonic instrument. The original signals of the Elm specimens were decomposed using wavelet packets, the energy variation of each node in the fifth layer was calculated, and back-propagation artificial neural networks (BP ANN) were trained and employed for wood defect recognition. The energy variation caused by wood defects mostly depends on the degree of the defect's deterioration (i.e., the more serious the wood defect's deterioration, the larger the energy variation). By comparing the energy variation of all 32 node signals in the fifth layer wavelet packet, the variation of the node (5,0) was the largest and contained the most defect information. The node (5,0) was used as the input in back-propagation artificial neural networks in order to detect the type of defects. The accuracy rate for Elm specimens was at least 90%. The same method was used to test the size and position of the hole-defects in Elm specimens with an accuracy rate of at least 80%.  相似文献