结构增强木塑板材的力学性能无损检测.pdf

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1、于贵文，等：结构增强木塑板材的力学性能无损检测63结构增强木塑板材的力学性能无损检测米于贵文李丹婷常江林晶(哈尔滨商业大学轻工学院，哈尔滨150028)摘要以回收高密度聚乙烯和杨木纤维加工而成有、无加强筋的木塑板材试件，运用3种振动无损检测方法测试其动态弹性模量，并依据美国材料试验标准D790—03通过三点弯曲实验获得静态弹性模量。阐述了加强筋对3种振动无损检测弹性模量的影响，分析了3种木塑板材的动态弹性模量与其静态弹性模量的相关性。结果表明，加强筋能够增强木塑板材的强度，并且振动无损检测法适合木塑板材及其结构增强

2、板材的检测。关键词加强筋木塑复合材料无损检测动态弹性模量静态弹性模量木塑复合材料是由聚合物与木材纤维(或木哈尔滨市一家回收站获得，木纤维是哈尔滨一家木粉)混合通过注模机挤压而成的一种新型结构材材加工厂提供。在东北林业大学教育部重点实验室料，其中聚合物包括聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等。用螺旋注模机上加工成加强筋个数分别为0、1、2的由于木塑复合材料具有环保、可回收利用、防潮以及3种木塑板材，高密度聚乙烯和木纤维的的质量分比强度高等优点，因此具有广泛的应用前景，正在不数分别为60％和40％。断取代户内外地板等装修材料，特

3、别是用作建筑结根据D790—3标准，将3种木塑板材制作成构板材。但是，其力学强度和抗蠕变性等低于木材，200mm×30l'nITI×7mm的试件，其截面形状如图1为了增加木塑复合材料的强度和抗蠕变性能，木塑所示。并根据标准要求，将所有的试件在相对湿度工业对结构增强板材的生产极大渴望¨。一些企为(65±5)％、温度为(20±2)℃的控制箱内存放24业已经生产了各种异型结构板材，如由高密度聚合h。物与杨木纤维混合制造的结构增强木塑复合板材，如果其性能像期待的那样，该类板材将保持较快速的增长，这就迫切需要研究该类产品的力

4、学特性。在近几十年来，无损检测方法用于木材的排架、等级分类。木材的弹性模量是反映木材力学性能的一个重要指标，经常应用无损检测技术来测试，图13种木塑板材的截面如果结构增强木塑板材的弹性模量和强度也能通过1．2无损检测方法无损检测的方法来准确获得，不但能够节省大量的无损检测是一门以不破坏被检测对象盼陛质和原材料和资金，而且，结构增强木塑板材作为结构用使用效果为前提，对材料进行有效的检验和测试，用材的可信度将大大提高。笔者应用纵波传播、纵向于评价材料的完整性或其它物理力学特性的综合性共振和弯曲振动3种无损检测方法检测了

5、木塑板材应用科学技术。振动无损检测法是运用电子传感及其结构增强板材的动态弹性模量，并根据美国材器、快速傅里叶变换仪和电子计算机等设备，对振动料实验协会D790—3标准，运用三点弯曲实验法测信号进行分析、处理和计算，检测材料弹性模量和剪得相同试件的静态弹性模量。研究结构增强木塑板切模量等力学性能的方法。材的动态弹性模量是否与静态弹性模量相关，加强(1)纵波传播法筋对动、静态弹性模量均值及其变异系数的影响，以通过纵波传播测得的动态弹性模量(E，)和其及3种无损检测方法是否适用于结构增强木塑板材声音传播速度()可根据式(

6、1)、(2)计算_4]：的力学性能检测。E=pv(1)1材料与工艺1．1试件加工黑龙江省自然科学基金项目(C201014)研究中应用的回收高密度聚乙烯是从黑龙江省收稿日期：2011一O1．06工程塑料应用2011年，第39卷，第3期=f／T(2)性。．式中：J口——试件的密度；表1不同种类试件的动、静态弹性模量对比Z——试件的长度；项目加强筋数量／个EE，卜声波传播的时间。平均值／010．0677．4587．9765．285GP110．1687．7158．2436．238a210(2)纵向振动法．2988．0238

7、．5597．450通过纵向振动测得的动态弹性模量(E)可依标准差／O0．0080．0200．023O．O95GP1O．0lJ0．023O．O260．012a2O据式(3)计算：．Oll0．0210．0260．120，，，f变异系数／00．110．270．291．80％10．110．3O0．3l1．93=p()(n=1，2，3⋯)(3)／7,20．11O．27O．301．61式中——声波的频率。2．2相关性分析(3)弯曲共振法(1)E和之间的相关性弯曲共振弹性模量(E，)是通过面外弯曲共振图2是E和E之间的回归曲线，

8、其线性回归公法完成。试件悬挂在两根吊绳之间，绳的悬挂位置式为：E=0．1EB+9．54，R=0．805>R13-o．05(13个在试件两端长度的0．224倍处，这个位置相当于整试件误差为0．05的相关系数)=0．514，因此，和个振动系统的节点。振动频率通过高度敏感的麦克E之间有很强的相关性，原因是声波的传播时间能风传输给快速傅里叶变换分析仪，然后运用一组公