[发明专利]木材和木质复合材料的动态弹性模量E和阻尼比ξ测量法

说明书

技术领域

本发明涉及的是木材和木质复合材料的动态弹性模量E、阻尼比ξ的测量方法。属于测量木材和木质复合材料技术领域。

背景技术

在木材工业中的材料检测领域，为了反映木材和木质复合材料的变形等特性，目前仅测定其静态弹性模量E，不能客观反映实际状况下材料的动态变形情况，因此测量木材和木质复合材料的动弹性模量值E和阻尼比ξ值等工作成为必然。

发明内容

本发明的目的在于运用动态信号随机激励功率谱的测振法，对采用悬臂梁自由端方式的木材或木质复合材料通过传感器进行动弹性模量值E、阻尼比ξ的测量。

本发明的技术解决方案：其特征是应用加速度传感器将其固有的机械量变成电信号，通过信号调理仪经滤波、信号放大后进行数据采集来测定附集中质量的悬臂梁材料的基本频率f₁；借助频域图实测的基频f₁与材料弹性模量的确定关系，推算出材料的动弹性模量值E_动态；

式中：l-梁的长度(mm)，h-厚度(mm)，b-宽度(mm)，f₁-基频(Hz)，M-梁质量(g)，m-加速度质量(g)；

从域图中的时域衰减的振波曲线上读取A₁，A₂，…A_n幅值，分别计算出对数减幅系数δ和阻尼比ξ；δ=ln(A1/A5)5,]]>ξ=δ2π;]]>

对包括农作物麦秸杆木质复合材料的动弹性模量E和动态阻尼比ξ的测量，测试步骤分为

第一步，测量农作物麦秸板试件的厚度、宽度和密度；然后，安装试件，实现悬臂梁，并实测梁的长度；

第二步，悬臂梁自由端依次串接加速度传感器、AZ信号调理仪、AZ采集箱、CPU处理机；

第三步，调用信号即系统分析软件，建立作业，进行参数设置；

第四步，正是测量前，进入示波方式，连续敲击试件，以检查仪器连接线是否接通；

第五步，用橡胶锤敲击试件，触发采集数据，进行信号频谱分析；

第六步，由频域图中第1峰值读出基频值并代入式中，得出麦秸板试件在纵向的动弹性模量值，具体为

第七步，在时域图中，通过动态信号采集与分析系统的软件将光标依次点击单峰，得出附表1中的5个幅值(Eu)，并代入δ=ln(A1/A5)5]]>和ξ=δ2π]]>式中，得出麦秸板试件在纵向的阻尼比ξ值。

本发明的优点

1、采用的动态信号随机激励功率谱测振法能客观反映实际状况下的木材和木质复合材料的动态变形的情况。

2、能同时测算木材和木质复合材料的动态弹性模量E、阻尼比ξ，其测试时间短，数据翔实、精确和可靠。