[发明专利]一种检测人造板吸水后内部应变分布的方法

说明书

本发明公开了一种检测人造板吸水后内部应变分布的方法，包括如下步骤：1）制作测试试件，试件吸水前使用X射线断层扫描仪扫描试件，记录扫描图像；2）将试件完全浸入氯化铯水溶液中，吸水过程中，使用X射线断层扫描仪连续扫描试件；3）基于吸水前后试件的X射线扫描图像，使用Octopus软件进行三维重建，获得试件内部结构变化；4）在试件内部选取若干特征区域，通过量化特征区域的位置迁移，进一步计算出试件内部应变分布。本发明提供的检测人造板吸水后内部应变分布的方法，通过对比特定区域吸水过程中在三个维度上的尺寸变化，可以计算出吸水过程中特征区域的应变分布，基于多个特征区域的应变分布，最终得出试件内部应变分布。

技术领域

本发明涉及一种检测人造板吸水后内部应变分布的方法，属于木质材料性能检测技术领域。

背景技术

人造板主要包括胶合板、刨花板和纤维板，是一类由木质单板、刨花或纤维组坯、胶压而成的人造板材，具有结构均匀、幅面大等优点，可以替代实木类产品应用于建筑、家具和装饰领域，人造板的发展与利用对于缓解木材供需矛盾、保护森林资源具有重要的现实意义。作为一种生物质材料，易吸湿，以及吸湿后易发生力学强度下降、防腐能力降低时限制人造板使用范围和使用寿命的重要原因。为更科学地评价人造板的物理力学性能和更准确的预测人造板的使用寿命，检测人造板吸水过程中内部应变分布显得尤为重要。

目前，X射线断层扫描技术已被广泛应用于木质材料内部结构检查和密度分布，但针对木质人造板材料吸水时内部应变分布的研究报道较少，还没有关于检测并量化吸水过程中人造板内部应变分布的报道。掌握人造板吸水过程中内部应变分布可以客观评价人造板实际使用过程中的物理力学性能，也可以为更加准确的预测人造板的使用寿命提供理论依据。

发明内容

目的：针对人造板吸水后易发生力学强度降低、尺寸结构不稳定等问题，本发明提供一种可靠性好、可量化、可视化地检测人造板吸水过程中内部应变分布的方法。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种检测人造板吸水后内部应变分布的方法，包括如下步骤，

1)制作测试试件，试件吸水前使用X射线断层扫描仪扫描试件，记录扫描图像；

2)将试件完全浸入氯化铯水溶液中，吸水过程中，使用X射线断层扫描仪连续扫描试件；

3)基于吸水前后试件的X射线扫描图像，使用Octopus软件进行三维重建，获得试件内部结构变化；

4)在试件内部选取若干特征区域，通过量化特征区域的位置迁移，进一步计算出试件内部应变分布。

优选地，步骤2)中氯化铯水溶液质量浓度为2.5％。

优选地，步骤1)和步骤3)中X射线断层扫描仪扫描试件时，扫描周期为2min/次，得到的扫描图像精度为20μm。

优选地，步骤3)中三维重建后，形成X、Y、Z三个维度；对应于步骤4)中选取的特征区域，X方向为特征区域宽度方向，Y方向为特征区域厚度方向，Z方向为特征区域长度方向。

进一步地，计算特征区域在X、Y、Z三个方向上的应变值。

进一步地，所述应变值计算过程如下：

X方向上的应变值其中X₁＝x₁*m，X₀＝x₀*m，则X₀为吸水前特征区域在X方向上的尺寸，X₁为吸水后特征区域在X方向上的尺寸，x₀为吸水前特征区域在X方向的像素个数，x₁为吸水后特征区域在X方向的像素个数，m为单位像素的尺寸；