利用DIC技术研究木材单板吸湿解吸过程中的应变
发布时间：2021-01-18 15:36
本文采用数字图像相关方法（Digital Image Correlation简称DIC）,对杨木、桦木、榆木三种单板吸湿过程（74%±1%RH,22℃）和解吸过程（10%±1%RH,22℃）中的应变进行表征。对单板全场应变（X-Y）,垂直纹理方向（X方向）和平行于纹理方向（Y方向）应变,同一位置不同时刻应变,应变值与吸湿、解吸关系进行了研究。本文研究内容与结论归纳如下:1.通过对单板吸湿解吸过程中全场应变图的分析,发现三种单板全场正应变（润胀）和负应变（收缩）同时存在,并且随吸湿、解吸过程的进行呈增大趋势。2.单板在吸湿过程中垂直纹理方向产生的应变全部为正应变,解吸过程中产生的应变全部为负应变,并且导管区域的应变明显小于其他区域;单板平行于纹理方向在吸湿和解吸过程中出现了正、负应变同时存在的现象,说明在平行于纹理方向同时存在润胀和收缩行为。3.单板在垂直纹理方向吸湿和解吸过程中产生的应变为单板平行于纹理方向的3-5倍。4.单板吸湿解吸过程中的应变主要产生在吸湿和解吸达到平衡前的时间段内,在吸湿、解吸0.25小时至0.5小时过程中产生的应变最大,而单板达到吸湿、解吸平衡后的应变变化很小。...
【文章来源】：内蒙古农业大学内蒙古自治区
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１子集和向量变形前后示意图
１２?利用ＤＩＣ技术研究木材单板吸湿解吸过程中的应变???２．３．１杨木单板吸湿应变与分析??Ｗ?，，舊－＿２??＾?Ｉ?１?＾?Ｖ?Ｉ??？?ＩＪ?４：??％?．梦?＇１?‘?餐?Ｍ?：：?■?１??滅?＿?＇？?？??４：?Ｌ，?ｒ：ｆｃ?ａ?Ｉ??：：」一—一＇?１?ｍｊ＿＿ｊ１?Ｉ??Ｈ?．?４ＢＷＲＢ！？ｕＷＷｇｉＰ！．－－＇?Ｉ?Ｍ５ｉ．ｌ??丨ｔ．…一．?Ｎ??（ａ）吸湿０．２５小时?（ｂ）吸湿２小时??图５杨木单板全场吸湿应变??Ｆｉｇ．５?Ｐｏｐｌａｒ?ｖｅｎｅｅｒ?ｆｕｌｌ?ｆｉｅｌｄ?ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ?Ｓｔｒａｉｎ??图５为杨木单板在室温２２°Ｃ±１°Ｃ、相对湿度为７４％±１％环境下的全场应变??图，图５－ａ为吸湿０．２５小时（吸湿初期）时全场应变，图５－ｂ为吸湿２小时（吸??湿平衡）时的全场应变。应变图中彩色条颜色代表应变值的大小，不同颜色对应??不同的应变值，蓝色越深负应变越大，红色越深正应变越大。图中绿点为此时应??变场中的最大应变值，红点为此时应变场中的最小应变值（该绿点、红点为最大??应变值、最小应变值标记点与应变图中颜色条无关）。??从全场应变图中，可以看出杨木单板在吸湿过程中的全场应变，发现在吸湿??过程中正应变与负应变交叉存在（图中显示的正应变为润胀量，负应变为收缩量，??正负号不代表数值的大小），这证明在吸湿过程中木材不仅产生润胀量而且存在??着收缩量，但是负应变相对于正应变的比例比较校对整个过程中的全场应变图??进行分析，发现整个过程中的最大应变值与最小应变值在每个时刻出现的位置并??不相同，这体现了木材的各向异性
１６?利用ＤＩＣ技术研究木材单板吸湿解吸过程中的应变???的变化都可以看出，木材应变随吸湿时间的进行呈增大趋势。而且从ｓｕｒｆ图中峰??宽度的变化过程可以看出吸湿过程中应变有从边缘向内部增大的趋势。??图７是单板同一位置不同时刻的应变曲线，图７－ａ为单板吸湿开始至吸湿平??衡这一时间内的应变曲线，图７－ｂ为单板吸湿平衡后随时间的应变曲线。对单板??吸湿过程中同一位置的应变进行研宄（该位置取自单板垂直纹理方向中间位置如??图所示），从图７－ａ中可以看出，吸湿初期应变变化很大，随吸湿时间的进行应??变变化逐渐变小，从吸湿０．２５小时至０．５小时过程中吸湿应变最大，随后逐渐变??小，在吸湿１．７５小时时达到吸湿平衡，此时应变曲线与吸湿２小时的应变曲线??几乎重合。从吸湿３小时至吸湿１２小时应变曲线可以看出，单板达到吸湿平衡??后应变变化非常小，但没有随吸湿的结束立即消失而呈现出微小的增大趋势。??ｍ?Ｉ?ｂ?ｉｐ??＿ｋ豳＿??（ａ）吸湿?０．?２５ｈ?（ｂ）吸湿?０．?５ｈ??ｐ?：，Ｉ：?雜?１８??ｍ?丨＇?＾??ｉ?ｉ?．?勢＊?－?ｉ?ｉ?貧?．．．．?？??ｆｅｆｅ?ｌ：?ｌｒ??■ｂｈ?Ｉ?Ｉ??（ｃ）吸湿０．７５?（ｄ）吸湿１ｈ??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于DIC方法的不同退火温度下Cu-Ni19合金损伤演变研究[J]. 魏亮鱼,李磊,崔晓,刘道启. 工程力学. 2020(04)
[2]基于两种DIC方法的含孔洞土样变形破坏观测[J]. 王学滨,张博闻,董伟,侯文腾. 地下空间与工程学报. 2020(02)
[3]数字图像相关测试技术在材料力学实验教学中的应用[J]. 王林,赵雅慧. 力学与实践. 2020(02)
[4]应用AE和DIC原位监测含横纹裂纹木构件的裂纹演化规律试验研究[J]. 涂郡成,赵东,赵健. 北京林业大学学报. 2020(01)
[5]基于CS-LBP的散斑应变测量技术[J]. 董庆丰,肖世德,李磊,李兴坤. 传感器与微系统. 2019(09)
[6]DIC技术分析玄武岩纤维混凝土单轴受压应力应变曲线研究[J]. 时金娜,赵燕茹,郝松,王磊. 硅酸盐通报. 2019(06)
[7]基于DIC技术的充填体固结时间对花岗岩裂纹扩展的影响研究[J]. 李占金,郝家旺,甘德清,杨美宏. 河南理工大学学报(自然科学版). 2019(04)
[8]基于DIC法的混凝土三点弯曲梁断裂性能试验研究[J]. 胡少伟,张润,范冰,许毅成. 人民长江. 2019(10)
[9]混凝土一维应力层裂实验的全场DIC分析[J]. 俞鑫炉,付应乾,董新龙,周风华,宁建国,徐纪鹏. 力学学报. 2019(04)
[10]基于数字图像相关的力学测试系统设计与应用[J]. 徐少波,顾国庆,于小娟,邱成春,高红,顾鑫. 盐城工学院学报(自然科学版). 2018(04)
博士论文
[1]水分吸着·解吸过程木材黏弹性响应机制研究[D]. 詹天翼.中国林业科学研究院 2016
[2]数字散斑相关方法在木材微观力学行为研究中的应用[D]. 巩翠芝.东北林业大学 2009
[3]木材顺纹压缩与多维弯曲技术研究[D]. 宋魁彦.东北林业大学 2008
[4]数字散斑相关方法及其在力学测量中的应用[D]. 高建新.清华大学 1989
硕士论文
[1]DIC法在钢管混凝土侧向受压试验中的应用[D]. 栾玥琪.安徽理工大学 2018
[2]基于DIC柱体试样表面场变形的测量研究[D]. 赵健龙.大连理工大学 2018
[3]木材干缩发生发展过程及干缩力的研究[D]. 刘建霞.内蒙古农业大学 2017
本文编号：2985199
【文章来源】：内蒙古农业大学内蒙古自治区
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１子集和向量变形前后示意图
１２?利用ＤＩＣ技术研究木材单板吸湿解吸过程中的应变???２．３．１杨木单板吸湿应变与分析??Ｗ?，，舊－＿２??＾?Ｉ?１?＾?Ｖ?Ｉ??？?ＩＪ?４：??％?．梦?＇１?‘?餐?Ｍ?：：?■?１??滅?＿?＇？?？??４：?Ｌ，?ｒ：ｆｃ?ａ?Ｉ??：：」一—一＇?１?ｍｊ＿＿ｊ１?Ｉ??Ｈ?．?４ＢＷＲＢ！？ｕＷＷｇｉＰ！．－－＇?Ｉ?Ｍ５ｉ．ｌ??丨ｔ．…一．?Ｎ??（ａ）吸湿０．２５小时?（ｂ）吸湿２小时??图５杨木单板全场吸湿应变??Ｆｉｇ．５?Ｐｏｐｌａｒ?ｖｅｎｅｅｒ?ｆｕｌｌ?ｆｉｅｌｄ?ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ?Ｓｔｒａｉｎ??图５为杨木单板在室温２２°Ｃ±１°Ｃ、相对湿度为７４％±１％环境下的全场应变??图，图５－ａ为吸湿０．２５小时（吸湿初期）时全场应变，图５－ｂ为吸湿２小时（吸??湿平衡）时的全场应变。应变图中彩色条颜色代表应变值的大小，不同颜色对应??不同的应变值，蓝色越深负应变越大，红色越深正应变越大。图中绿点为此时应??变场中的最大应变值，红点为此时应变场中的最小应变值（该绿点、红点为最大??应变值、最小应变值标记点与应变图中颜色条无关）。??从全场应变图中，可以看出杨木单板在吸湿过程中的全场应变，发现在吸湿??过程中正应变与负应变交叉存在（图中显示的正应变为润胀量，负应变为收缩量，??正负号不代表数值的大小），这证明在吸湿过程中木材不仅产生润胀量而且存在??着收缩量，但是负应变相对于正应变的比例比较校对整个过程中的全场应变图??进行分析，发现整个过程中的最大应变值与最小应变值在每个时刻出现的位置并??不相同，这体现了木材的各向异性
１６?利用ＤＩＣ技术研究木材单板吸湿解吸过程中的应变???的变化都可以看出，木材应变随吸湿时间的进行呈增大趋势。而且从ｓｕｒｆ图中峰??宽度的变化过程可以看出吸湿过程中应变有从边缘向内部增大的趋势。??图７是单板同一位置不同时刻的应变曲线，图７－ａ为单板吸湿开始至吸湿平??衡这一时间内的应变曲线，图７－ｂ为单板吸湿平衡后随时间的应变曲线。对单板??吸湿过程中同一位置的应变进行研宄（该位置取自单板垂直纹理方向中间位置如??图所示），从图７－ａ中可以看出，吸湿初期应变变化很大，随吸湿时间的进行应??变变化逐渐变小，从吸湿０．２５小时至０．５小时过程中吸湿应变最大，随后逐渐变??小，在吸湿１．７５小时时达到吸湿平衡，此时应变曲线与吸湿２小时的应变曲线??几乎重合。从吸湿３小时至吸湿１２小时应变曲线可以看出，单板达到吸湿平衡??后应变变化非常小，但没有随吸湿的结束立即消失而呈现出微小的增大趋势。??ｍ?Ｉ?ｂ?ｉｐ??＿ｋ豳＿??（ａ）吸湿?０．?２５ｈ?（ｂ）吸湿?０．?５ｈ??ｐ?：，Ｉ：?雜?１８??ｍ?丨＇?＾??ｉ?ｉ?．?勢＊?－?ｉ?ｉ?貧?．．．．?？??ｆｅｆｅ?ｌ：?ｌｒ??■ｂｈ?Ｉ?Ｉ??（ｃ）吸湿０．７５?（ｄ）吸湿１ｈ??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于DIC方法的不同退火温度下Cu-Ni19合金损伤演变研究[J]. 魏亮鱼,李磊,崔晓,刘道启. 工程力学. 2020(04)
[2]基于两种DIC方法的含孔洞土样变形破坏观测[J]. 王学滨,张博闻,董伟,侯文腾. 地下空间与工程学报. 2020(02)
[3]数字图像相关测试技术在材料力学实验教学中的应用[J]. 王林,赵雅慧. 力学与实践. 2020(02)
[4]应用AE和DIC原位监测含横纹裂纹木构件的裂纹演化规律试验研究[J]. 涂郡成,赵东,赵健. 北京林业大学学报. 2020(01)
[5]基于CS-LBP的散斑应变测量技术[J]. 董庆丰,肖世德,李磊,李兴坤. 传感器与微系统. 2019(09)
[6]DIC技术分析玄武岩纤维混凝土单轴受压应力应变曲线研究[J]. 时金娜,赵燕茹,郝松,王磊. 硅酸盐通报. 2019(06)
[7]基于DIC技术的充填体固结时间对花岗岩裂纹扩展的影响研究[J]. 李占金,郝家旺,甘德清,杨美宏. 河南理工大学学报(自然科学版). 2019(04)
[8]基于DIC法的混凝土三点弯曲梁断裂性能试验研究[J]. 胡少伟,张润,范冰,许毅成. 人民长江. 2019(10)
[9]混凝土一维应力层裂实验的全场DIC分析[J]. 俞鑫炉,付应乾,董新龙,周风华,宁建国,徐纪鹏. 力学学报. 2019(04)
[10]基于数字图像相关的力学测试系统设计与应用[J]. 徐少波,顾国庆,于小娟,邱成春,高红,顾鑫. 盐城工学院学报(自然科学版). 2018(04)
博士论文
[1]水分吸着·解吸过程木材黏弹性响应机制研究[D]. 詹天翼.中国林业科学研究院 2016
[2]数字散斑相关方法在木材微观力学行为研究中的应用[D]. 巩翠芝.东北林业大学 2009
[3]木材顺纹压缩与多维弯曲技术研究[D]. 宋魁彦.东北林业大学 2008
[4]数字散斑相关方法及其在力学测量中的应用[D]. 高建新.清华大学 1989
硕士论文
[1]DIC法在钢管混凝土侧向受压试验中的应用[D]. 栾玥琪.安徽理工大学 2018
[2]基于DIC柱体试样表面场变形的测量研究[D]. 赵健龙.大连理工大学 2018
[3]木材干缩发生发展过程及干缩力的研究[D]. 刘建霞.内蒙古农业大学 2017
本文编号：2985199
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