木材模拟声发射源的产生与特性1)
2021-06-25王明华邓婷婷方塞银李晓崧赖菲李明
王明华 邓婷婷 方塞银 李晓崧 赖菲 李明
(西南林业大学,云南,650224)
声发射检测(AET)技术作为一种具有实时动态性的无损检测技术,能够客观评估材料的应力水平、损伤程度。为研究声发射(AE)信号在材料中的传播特性,通常需要人为产生模拟AE源。针对金属等各向同性材料,ASTM-E976标准制定了折断铅芯产生模拟AE源的具体方法,该方法被用于对碳素钢[1]、铸铁平板[2]、铝板[3-4]、钢板[5-6]等金属材料AE信号特征及其传播规律的研究。
近年来,AET逐渐被推广到木材损伤研究,由于缺乏专门的AE试验标准,目前主要参考ATSM-E976标准,通过折断铅芯的方式产生模拟AE源。根据该试验标准及方法,鞠双等[7-8]研究了胶合木顺纹及横纹的AE信号特征及传播速度规律;Li et al.[9]、李扬等[10]研究了含水率对于木材AE特性的影响;王宗炼等[11]、Li et al.[12]建立了金属、木材表面断裂源定位方法;赵小矛等[13]建立了AE信号在榫卯结构中的能量衰减模型;Caprino et al.[14]结合人工神经网络,提出基于样本虚拟训练的纤维板损伤源自主定位方法;Yanase et al.[15]模拟木材板中白蚁啃食活动,验证了AET用于木材病虫害检测的有效性。
目前木材AET方面的研究普遍采用折断铅芯方式产生模拟AE源。但木材作为一种非均质的多孔性材料,其损伤过程产生的AE信号与金属等材料存在本质差异。因此,采用折断铅芯的方式模拟AE源,存在是否合理及其适用范围等疑问。本研究分别采用折断铅芯和薄木条的方式研究AE信号特征及其传播速度,前者按照ATSM-E976标准模拟AE源,针对后者则专门设计一种木材断裂试验,以模拟木材实际断裂过程发出点源AE信号。……
