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自由板扭轉(zhuǎn)振形法測(cè)定木材剪切模量

王正; 王剛剛; 王韻璐; 曹瑜; 高子震 南京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院; 南京林業(yè)大學(xué)機(jī)械電子工程學(xué)院; 南京210037

摘要：在木材加工行業(yè)中,鋸材是木結(jié)構(gòu)建筑、家具、木地板等產(chǎn)品的主材,研究其剛度力學(xué)性能十分重要。為探討與完善自由板扭轉(zhuǎn)振形法動(dòng)態(tài)測(cè)定木材3個(gè)剪切模量的原理和方法,應(yīng)用自由板一階扭轉(zhuǎn)振形和能量法,導(dǎo)出了木材剪切模量與自由板一階扭轉(zhuǎn)頻率的關(guān)系式,并給出木材弦切面、徑切面和橫切面振形系數(shù)依賴于自由板寬長(zhǎng)比和厚寬比的公式。木材的弦切面、徑切面和橫切面振形系數(shù)可以通過公式計(jì)算,也可以通過查表獲得。通過多樹種的仿真計(jì)算和動(dòng)靜態(tài)試驗(yàn)驗(yàn)證了自由板扭轉(zhuǎn)振形法測(cè)定木材弦切面、徑切面和橫切面剪切模量的正確性。結(jié)果表明：自由板扭轉(zhuǎn)振形法適用于測(cè)定木材3個(gè)剪切模量GLT、GLR和GRT,其測(cè)定方法具有簡(jiǎn)單、快速、重復(fù)性好和精度高等優(yōu)點(diǎn);實(shí)施自由板扭轉(zhuǎn)振形法測(cè)定木材剪切模量的關(guān)鍵是測(cè)試自由板頻譜,并從頻譜圖上正確識(shí)別出一階扭轉(zhuǎn)頻率,推薦用互功率譜概念識(shí)別頻譜圖上的一階扭轉(zhuǎn)頻率。

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