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(duì)木材的意義、密度的測(cè)量、木材密度與削切力、密度變異規(guī)律以及密度對(duì)聲學(xué)特性的影響,主要對(duì)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(duì)研究木材的各項(xiàng)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(diǎn):(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(qiáng)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(cè)量方法由木材密度和木材的力學(xué)特性的關(guān)系,通過對(duì)木材密度的檢測(cè)能夠很好的預(yù)測(cè)木材其他性能指標(biāo),而對(duì)木材材性較準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)與評(píng)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?yàn)槟静牡母咝Ю锰峁┛茖W(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(shí)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(shí)可以運(yùn)用到古代木結(jié)構(gòu)建筑的修復(fù)和維護(hù),本文主要對(duì)傳統(tǒng)的稱重方法、基于機(jī)械力密度檢測(cè)法和基于射線密度檢測(cè)法的研究。建好的檢測(cè)出木材的密度。2.1 傳統(tǒng)稱重法傳統(tǒng)測(cè)量法也稱為直接測(cè)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(cè)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(cè)量準(zhǔn)確,這種方法雖然測(cè)量準(zhǔn)確,但操作過程復(fù)雜,耗時(shí)比較長,對(duì)木材也有一定的損壞,大大降低了木材的使用價(jià)值,影響了木材的后續(xù)加工利用,同時(shí)研究空間也不是很大。目前出現(xiàn)了一些新的檢測(cè)方法,也能快速地、無損地評(píng)測(cè)出木材的密度。故沒有建好的研究價(jià)值。2.2 基于機(jī)械力密度檢測(cè)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(cè)木材的密度。(1利用PilocIyn間接測(cè)木材密度檢測(cè)原理:是國外針對(duì)活立木基本密度檢測(cè)而研發(fā)的一種手

4、持式密度檢測(cè)儀,可以對(duì)活木木心進(jìn)行快速準(zhǔn)確的檢測(cè),與其硬度有著緊密關(guān)系,主要機(jī)理是將密度探針插入木材中,插入的深度就是要測(cè)量的密度,探測(cè)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(cè)值與木材密度的對(duì)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(píng)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(cè)因素不同,同一書中的不同測(cè)量方向也是探測(cè)的一個(gè)因素;探測(cè)時(shí),應(yīng)固定在同一方向研究,不同直徑探針探測(cè)的抗晃能力也不同,所以木材的直徑對(duì)本方法探測(cè)也是一個(gè)重要的因素。測(cè)量時(shí)應(yīng)除去樹皮,增加其準(zhǔn)確度。缺點(diǎn)是:一個(gè)樹種得到的探測(cè)值與密

5、度的回歸曲線不能適用于其他樹種,因此探測(cè)別的樹種密度時(shí),還得重新測(cè)量?；阢@力對(duì)木材密度的檢測(cè)材微鉆阻力儀是用于探測(cè)樹木或木材內(nèi)部結(jié)構(gòu)的儀器,通過小型電機(jī)將鉆針以恒定速率鉆入木材內(nèi)部,在此過程中會(huì)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(jì)算機(jī)采集測(cè)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(shí)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(cè)一些危險(xiǎn)樹木的腐朽及缺陷,評(píng)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(cè)以及木材質(zhì)量的評(píng)估。利用微鉆阻力儀進(jìn)行木材檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)是可以快速探測(cè)樹木和木材內(nèi)部情況、

6、操作簡單、精度和分辨率高、對(duì)樹木基本沒有損壞。2.2 基于射線密度檢測(cè)法木材密度已經(jīng)向木材微密度測(cè)定發(fā)展。木材微密度測(cè)定是一種比較精密的木材材性測(cè)定技術(shù),利用射線在輻照不同密度物質(zhì)時(shí)衰減程度不同的原理,在相對(duì)比較狹小的范圍內(nèi)測(cè)定木材的密度,通過逐點(diǎn)測(cè)量,能夠較為精細(xì)地顯示出不同部位木材密度的變異情況。射線檢測(cè)技術(shù)是檢測(cè)木材微密度常用的方法,它是利用射線穿過被測(cè)樣品的強(qiáng)度衰減,檢測(cè)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(qiáng)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(shí),其反射強(qiáng)度和透射強(qiáng)度與密度有密切關(guān)系。射線掃描的特點(diǎn)是:運(yùn)行速度快,縮

7、短了患者檢查時(shí)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(jìn)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(xiàng)實(shí)用的木材密度檢測(cè)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(duì)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(duì)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(duì)于纖維方向的三個(gè)削切方向進(jìn)行試驗(yàn),得出削切力與密度之間的關(guān)系。測(cè)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(qiáng)度最大,其次是順紋壓縮強(qiáng)度,再是剪切強(qiáng)度

8、,橫紋壓縮強(qiáng)度最小。而且,愈大的強(qiáng)度,它隨著密度的增大而變大的變化率也愈大。在本試驗(yàn)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(gè)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(yùn)用到它適合的領(lǐng)域,做到木材的精細(xì)化利用提高利用效率。傳統(tǒng)的稱重法測(cè)量木材的密度分布不是那么的準(zhǔn)確,因此我們運(yùn)用了微密度法對(duì)木材的密度分布進(jìn)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(duì)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(huì)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