基于模態(tài)分析的紅松方材內(nèi)部孔洞缺陷檢測.pdf

1、當(dāng)前木材需求量在不斷增大，而木材資源卻是有限的，因此為了提高木材利用率，木材無損檢測逐漸受到人們的重視。另外，從對木制古建筑、古樹名木、木制橋梁的保護(hù)角度看，同樣需要加強(qiáng)木材無損檢測的力度和精度。
　　在木材檢測領(lǐng)域已經(jīng)應(yīng)用了超聲波法、應(yīng)力波法、核磁共振法、X射線法、脈沖電阻法、微波法等幾十種檢測方法，但這些方法由于各種原因在目前還沒有得到大力的推廣，因此需要進(jìn)一步探索新的更適合的木材檢測方法。
　　模態(tài)分析技術(shù)已經(jīng)被廣泛的

2、用于建筑混凝土梁、橋梁、石油井架、海洋平臺(tái)、航天、軌道等工程領(lǐng)域的損傷檢測中，并已被證實(shí)能夠有效的判斷損傷的程度和位置。因此，把模態(tài)分析技術(shù)引入到木材檢測領(lǐng)域成為一個(gè)必然趨勢。
　　本文首先利用通用有限元軟件ANSYS對紅松方材試件建立了有限元模型，并對有限元模型進(jìn)行了模態(tài)分析，獲取了模型在不含缺陷、含有不同位置和不同程度單一孔洞缺陷、同時(shí)含有兩個(gè)不同孔徑孔洞缺陷時(shí)的固有頻率、模態(tài)振型和曲率模態(tài)。通過對各個(gè)模態(tài)參數(shù)的數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，

3、運(yùn)用模態(tài)分析技術(shù)對方材模型的缺陷進(jìn)行定位和定量檢測在理論上是可行的、有效的。
　　本文重點(diǎn)是運(yùn)用試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析技術(shù)對紅松方材試件在不同狀況下進(jìn)行了模態(tài)試驗(yàn)，找到了適合于方材檢測的試驗(yàn)方法，獲取了標(biāo)準(zhǔn)方材試件和含有孔洞缺陷的試件的頻率響應(yīng)函數(shù)及其實(shí)頻虛頻曲線。運(yùn)用單模態(tài)參數(shù)識別方法對實(shí)頻虛頻曲線進(jìn)行分析，獲得了標(biāo)準(zhǔn)試件、含有不同位置單一孔洞試件、含有3mm、10mm、18mm、26mm、35mm孔徑單一孔洞和兩孔洞試件的前四階固有頻率

4、、前三階位移模態(tài)振型和前三階曲率模態(tài)振型。通過對標(biāo)準(zhǔn)試件和含有孔洞缺陷試件的模態(tài)參數(shù)進(jìn)行比較得到:
　　(1)含有孔洞的試件固有頻率較低，且降低的程度隨孔洞孔徑變大而變大;固有頻率的變化與孔洞的位置沒有必然聯(lián)系，不同位置的孔洞可能引起相同的固有頻率變化。
　　(2)位移模態(tài)振型與曲率模態(tài)振型在含有孔洞缺陷節(jié)點(diǎn)處均會(huì)產(chǎn)生突變，且曲率模態(tài)變化更為明顯。
　　(3)位移模態(tài)振型變化率和曲率模態(tài)變化率與孔洞孔徑都有非常顯著的相