[发明专利]古建筑木结构中木构件弹性模量的快速阻力检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种古建筑木结构中木构件弹性模量的快速阻力检测方法，属于木材科学与 工程领域。

方法背景

目前，阻力仪因其具有便携性强、检测范围广、准确度高和操作简单等优点，而被广泛 应用于木材性能的检测和勘察等方面。但也存在着一定的局限。在材性研究方面，都是以从 古建筑木结构中拆卸下来的木构件为材料，将其锯解成一定规格尺寸的试件为研究对象，探 讨阻力曲线的波峰值、波谷值、平均值与木材含水率、气干密度、抗弯强度、顺纹抗压强度 之间的相关关系。在材质研究方面，尽管是以处于古建筑木结构之中的木构件为研究对象， 也是以阻力曲线的波峰值、波谷值、平均值为依据，但却仅能对木构件的腐朽程度、裂缝的 尺度、虫蛀的状况定性地判断等。然而，阻力曲线不仅波峰和波谷较多，而且波峰和波谷变 化较大的复杂曲线，使其波峰值、波谷值、平均值的计算更为困难，更重要的是计算结果的 误差相对较大，致使对木材材质和性能的分析结果也与实际状况有一定的差距。经有关文献 和资料检索，如北京林业大学学报2007年第29卷第6期167～171页的“古建筑木材内部腐 朽状况阻力仪检测结果的定量分析”、木材加工机械2007年第4期29～31，37”用阻力仪检 测木材阻力时的影响因子”、中国专利CN2095422“混凝土电子贯入阻力仪”、中国专利 CN1645129“木材及木质复合材料弹性模量无损检测装置”、中国专利CN201152843“木材弹 性模量无损检测装置”；从上述方法和文献中，未发现相近似的测量方法内容。

发明内容

本发明的目的，是为了克服上述不足之处，提供一种古建筑木结构中木构件弹性模量的 快速阻力检测方法，不仅可以拓展阻力仪的应用范围，而且可以快速计算处于古建筑木结构 中木构件的弹性模量。

本发明的目的是这样实现的：涉及一种古建筑木结构中木构件弹性模量的快速阻力检测 方法，阻力仪的钻针在电机驱动下，以恒定速率钻入古建筑木结构中木构件内部，并通过微 机系统将木构件对钻针产生的阻力计入数据采集卡，形成阻力曲线图，导入计算机并以阻力 仪专用软件要求的特殊格式显示。阻力曲线图的横坐标表示钻针钻入木材的深度，纵坐标表 示对应的阻力仪检测的阻力值。利用计算机及合适的软件对阻力曲线图进行矢量化处理，再 对阻力曲线图的横纵坐标轴和阻力曲线进行闭合化处理，计算它们所围合面积面积。以阻力 曲线面积为主要参数，计算处于古建筑木结构中木构件的弹性模量。

本发明创造有如下特点和效果：(1)具有便携性强、检测范围广、准确度高和操作简单 等优点。(2)采用计算机处理并计算阻力曲线图，准确性高，速度快。(3)能准确和快速地 计算处于古建筑木结构中木构件的弹性模量。(4)为古建筑木结构的保护和修缮方案的制定 提供可靠的数据支持。

具体实施方案

实施例——处于故宫博物院乾隆花园翠赏楼结构中一个檐柱弹性模量的计算，阻力仪的 钻针直径为3毫米，在电机驱动下，钻针以恒定速率钻入檐柱内部，钻入的深度为340毫米， 并通过微机系统将檐柱木材对钻针产生的阻力计入数据采集卡，形成阻力曲线图。将阻力曲 线图导入计算机并以阻力仪专用软件要求的特殊格式显示。利用计算机及适合的软件对阻力 曲线图进行矢量化处理，再对阻力曲线图的横纵坐标轴和阻力曲线进行闭合化处理，计算它 们所围合的面积。以阻力曲线面积为主要参数，计算处于古建筑木结构中木构件的弹性模量。