[实用新型]木材泊松比的动态测试装置

说明书

技术领域

本技术涉及泊松比的测试装置，具体地说，是木材泊松比的无损、动态测试装置。

背景技术

弹性模量和泊松比是表征材料力学行为的两个重要参数。而材料的泊松比是指在轴向拉(压)时横向应变与纵向应变之比的绝对值，亦是反映材料横向变形的弹性常数。测试材料泊松比的方法很多，有利用两对引伸仪的机械方法，有采用布里渊散射(SBS)、表面声波(SAW)和声显微学(AM)等的声学方法，还有根据光弹性波理论、弹性共振振动理论的光学方法，以及电测法等。但是目前对于木材泊松比的研究相对较少，尤其是粘弹性材料泊松比的动态测定还没有引起足够重视。

根据粘弹性材料的载荷性质不同，分为静态粘弹性泊松比和动态复数泊松比，分别表征在拉伸静载荷下和动态拉伸载荷作用下，材料的横向应变对纵向应变的响应。由于材料的粘弹性，试件在外载作用下要产生松弛或蠕变，横向应变响应滞后于纵向变形。因此粘弹性泊松比的表达式没有线弹性材料那么简单。

用途广泛的木材作为一种非均值的、各向异性的天然高分子材料，许多性质都有别于其它材料。木材的力学性质包括应力与应变关系、弹性、粘弹性(塑性、蠕变)、强度、硬度等，其力学性质更是与其它匀质材料有着明显的差异。例如木材所有力学性能指标参数因其含水率(纤维饱和点以下)的变化而产生很大程度上的改变；木材会表现除介于弹性和非弹性体之间的黏弹性，发生蠕变现象，且其力学性质还会受载荷时间和环境条件等影响。木材的弯曲弹性模量E、剪切弹性模量G和泊松比μ通常统称为其弹性常数。因此，用动力学振动法研究具有粘弹性的木材泊松比弹性常数尤为重要。

发明内容

本技术的目的是提供一种能够快速、无损、简便的测出木材泊松比的木材泊松比动态测试装置。

本技术所述的木材泊松比的动态测试装置，是在长方体试件一侧面上粘贴两个相垂直的应变片，两个应变片的方向分别沿着试件的纵向和横向方向；试件的一端固定，它还用于敲击试件的另一端、使得试件在与粘贴有应变片的侧面相垂直的方向上作自由振动的敲击锤；两个应变片分别与能够测量出两个应变片随时间变化的应变量波形峰峰值的应变测量系统相连；应变测量系统包括信号调理仪、动态应变仪、信号采集箱、具有信号采集与分析软件的计算机；应变片、信号调理仪、动态应变仪、信号采集箱、计算机依次电连接。

使用本装置测试木材泊松比时，试件的一端固定，通过敲击锤敲击试件的另一端，使得试件在与粘贴有应变片的侧面相垂直的方向上作一阶自由振动；在试件振动时通过应变测量系统测量出两个应变片随时间变化的应变量波形；把横向方向应变片的应变量波形的峰峰值与纵向方向应变片的应变量波形的峰峰值相比得到泊松比。应变测量系统测量属于现有技术，它一般由信号调理仪、动态应变仪、信号采集箱、具有信号采集与分析软件的计算机等。

为了得到木材径切面顺纹泊松比，上述的木材泊松比的动态测试装置，两个应变片粘贴在木材的顺纹径切面上。

为了得到木材径切面横纹泊松比，上述的木材泊松比的动态测试装置，两个应变片粘贴在木材的横纹径切面上。

为了得到木材横切面横纹泊松比上述的木材泊松比的动态测试方法，两个应变片粘贴在木材的横切面上。

本技术的有益效果：本技术对木材泊松比测试时，无需损坏木材，是一种动态测试装置，结构简单，使用方便，测量精度高。

附图说明

图1是测试径切面顺纹μ_LR时横向应变片1与纵向应变片2粘贴在LR面4上的示意图。

图2是测试径切面横纹μ_RL时横向应变片1与纵向应变片2粘贴在LR面3上的示意图。

图3是测试横切面横纹μ_RT时横向应变片1与纵向应变片2粘贴在TR面5上的示意图。

图4是试验框图。

图5是径切面顺纹试件上的横向应变片应变量的变化图。

图6是径切面顺纹试件上的纵向应变片应变量的变化图。

图7是横切面横纹试件上的横向应变片应变量的变化图。

图8是横切面横纹试件上的纵向应变片应变量的变化图。

图9是径切面横纹试件上的横向应变片应变量的变化图。

图10是径切面横纹试件上的纵向应变片应变量的变化图。

图11是低碳钢板上的横向应变片应变量的变化图。

图12是低碳钢板上的纵向应变片应变量的变化图。

具体实施方式

1树种、仪器、试件尺寸和取向

1.1试件树种