木材密度以及相關(guān)特性

1、木材密度以及相關(guān)特性摘要就木材的密度對木材的意義、密度的測量、木材密度與削切力、密度變異規(guī)律以及密度對聲學(xué)特性的影響,主要對其研究方法和結(jié)論的探討。關(guān)鍵詞木材密度削切力變異規(guī)律聲學(xué)特性1前言木材的密度與其物理特性緊緊相關(guān),因此木材密度對研究木材的各項物理特性有著至關(guān)重要的關(guān)系,特別是木材徑向密度的研究,越來越受到人們的關(guān)注。主要原因有三點:(1木材的密度與物理性質(zhì)有密切的關(guān)系,均勻密度相同的兩塊木板,密度分布不一樣,其物理特性也不一樣,各部分密度相同和中間密度小、邊緣密度大的木板,后者的力學(xué)特性要強于前者。(2木材的徑向密度,與樹種、生長環(huán)境的不同而不同,徑向密度是研究木材生長情況的重要參考。

2、(3年輪研究是研究古代氣象和天文的重要輔助手段。2 木材密度的測量方法由木材密度和木材的力學(xué)特性的關(guān)系,通過對木材密度的檢測能夠很好的預(yù)測木材其他性能指標(biāo),而對木材材性較準(zhǔn)確的預(yù)測與評估,不僅能夠加速材質(zhì)改良和遺傳改良的過程,為人工林的培育提供理論依據(jù),而且能夠為木材的高效利用提供科學(xué)依據(jù),滿足了我國森林資源匱乏,木材綜合利用率低的客觀需求,實現(xiàn)優(yōu)材優(yōu)用、劣材優(yōu)用的目的?？梢暂^好的解決木結(jié)構(gòu)建筑中的腐朽和坍塌問題,同時可以運用到古代木結(jié)構(gòu)建筑的修復(fù)和維護,本文主要對傳統(tǒng)的稱重方法、基于機械力密度檢測法和基于射線密度檢測法的研究。建好的檢測出木材的密度。2.1 傳統(tǒng)稱重法傳統(tǒng)測量法也稱為直接測量

3、法,就是沿徑向連續(xù)切成若干的小薄片,然后稱重和測量體積,每片的質(zhì)量除以每片的體積就是每片的密度,從而求得密度的分布,算出木材的平均密度,這種方法測量準(zhǔn)確,這種方法雖然測量準(zhǔn)確,但操作過程復(fù)雜,耗時比較長,對木材也有一定的損壞,大大降低了木材的使用價值,影響了木材的后續(xù)加工利用,同時研究空間也不是很大。目前出現(xiàn)了一些新的檢測方法,也能快速地、無損地評測出木材的密度。故沒有建好的研究價值。2.2 基于機械力密度檢測法木材的硬度、阻力等性質(zhì)與木材的密度緊密相關(guān),所以可以通過木材的硬度或力學(xué)性質(zhì)去檢測木材的密度。(1利用PilocIyn間接測木材密度檢測原理:是國外針對活立木基本密度檢測而研發(fā)的一種手

4、持式密度檢測儀,可以對活木木心進行快速準(zhǔn)確的檢測,與其硬度有著緊密關(guān)系,主要機理是將密度探針插入木材中,插入的深度就是要測量的密度,探測值與密度有著密切的關(guān)系,射入深度越小,則木材的密度越大,反之,則越小。通過探測值與木材密度的對應(yīng)關(guān)系,就可以得出該木材的密度大小。該方法的局限性和評估:不同樹種和同一樹種的不同方向生長速度不同,因此密度的各向異性也不同。所以不同的樹種檢測因素不同,同一書中的不同測量方向也是探測的一個因素;探測時,應(yīng)固定在同一方向研究,不同直徑探針探測的抗晃能力也不同,所以木材的直徑對本方法探測也是一個重要的因素。測量時應(yīng)除去樹皮,增加其準(zhǔn)確度。缺點是:一個樹種得到的探測值與密

5、度的回歸曲線不能適用于其他樹種,因此探測別的樹種密度時,還得重新測量?；阢@力對木材密度的檢測材微鉆阻力儀是用于探測樹木或木材內(nèi)部結(jié)構(gòu)的儀器,通過小型電機將鉆針以恒定速率鉆入木材內(nèi)部,在此過程中會產(chǎn)生相應(yīng)的阻力,阻力的大小反映出木材密度的變化,利用計算機采集測量過程中的阻力參數(shù),顯示出阻力曲線圖像,根據(jù)阻力曲線,結(jié)合所學(xué)木材學(xué)知識可以判斷早晚材密度、年輪數(shù)以及木材內(nèi)部腐朽、空洞和生長情況等。其在樹木方面主要應(yīng)用于檢測一些危險樹木的腐朽及缺陷,評估樹木年生長率和質(zhì)量。在木材方面主要應(yīng)用于木材結(jié)構(gòu)腐朽和空洞的檢測以及木材質(zhì)量的評估。利用微鉆阻力儀進行木材檢測的優(yōu)點是可以快速探測樹木和木材內(nèi)部情況、

6、操作簡單、精度和分辨率高、對樹木基本沒有損壞。2.2 基于射線密度檢測法木材密度已經(jīng)向木材微密度測定發(fā)展。木材微密度測定是一種比較精密的木材材性測定技術(shù),利用射線在輻照不同密度物質(zhì)時衰減程度不同的原理,在相對比較狹小的范圍內(nèi)測定木材的密度,通過逐點測量,能夠較為精細地顯示出不同部位木材密度的變異情況。射線檢測技術(shù)是檢測木材微密度常用的方法,它是利用射線穿過被測樣品的強度衰減,檢測其內(nèi)部結(jié)構(gòu)不連續(xù)性的技術(shù)。穿過樣品的射線,由于強度不同在X射線膠片上的感光程度也不同,由此生成內(nèi)部不連續(xù)的圖象。主要原理是x射線和射線在射到木材時,其反射強度和透射強度與密度有密切關(guān)系。射線掃描的特點是:運行速度快,縮

7、短了患者檢查時間;能夠連續(xù)快速掃描成像,減少由于呼吸造成的偽影;能夠進行多期掃描;能夠通過數(shù)據(jù)采集重建高質(zhì)量多軸面圖像和三維立體圖像,操作簡單,準(zhǔn)確率高,是一項實用的木材密度檢測方法。3 木材密度與削切力的關(guān)系木材的密度與木材的力學(xué)有著緊密的關(guān)系,木材的密度較容易得到,主要通過木材的密度的大小對木材削切力和木材的力學(xué)性質(zhì)之間的研究,得出木材密度對其的影響。將木材兩種切削厚度和兩種切削角度條件下,相對于纖維方向的三個削切方向進行試驗,得出削切力與密度之間的關(guān)系。測試結(jié)果表明,木材密度的增大,木材的各力學(xué)性質(zhì)也都基本上變大。術(shù)材各力學(xué)性質(zhì)的變大的順序是彎曲強度最大,其次是順紋壓縮強度,再是剪切強度

8、,橫紋壓縮強度最小。而且,愈大的強度,它隨著密度的增大而變大的變化率也愈大。在本試驗的條件下,木材切削力隨著木材密度增大而增大,木材主切削力與木材密度之間呈線性關(guān)系。4 木材密度的變異規(guī)律由于木材采用后在各個領(lǐng)域的應(yīng)用不同,因此必須先知道木材的密度分布情況,弄清木材密度的變化規(guī)律,才能更好的將不同密度的木材運用到它適合的領(lǐng)域,做到木材的精細化利用提高利用效率。傳統(tǒng)的稱重法測量木材的密度分布不是那么的準(zhǔn)確,因此我們運用了微密度法對木材的密度分布進行研究。密度徑向變異劃分為3 種類型, I . 自髓心向外, 密度遞增; I . 自髓心向外, 密度最初遞減, 然后外層增加; I . 髓心附近密度高于樹皮附近密度,密度自髓心到樹皮以直線或曲線形式降低。木材密度差異不顯著, 而不同無性系間和不同高度間木材密度差異顯著,由髓心向外木材密度逐漸增加, 由髓心木材密度向外逐漸遞減和由髓心向外木材密度先降低, 到一定年齡后再增加, 但以由髓心向外木材密度逐漸遞減為主要模式。5 木材密度對聲學(xué)特性的影響木材密度受樹木自身結(jié)構(gòu)、遺傳因素及生長環(huán)境等后天因素的影響.樹種不同、樹木生長地域環(huán)境不同、樹齡不同、樹干部位不同,木材密度就會產(chǎn)生不同的變化。通過研究木材密度與聲學(xué)特性參數(shù)之間的關(guān)系,可以建立起兩者之間的基本聯(lián)系,為確定適宜樂器提供