بکارگیری آزمون های غیرمخرب فراصوتی و فرکانس ایگن در تعیین مقاومت خمشی، مدل الاستیسیته و چسبندگی داخلی در تخته چوب
85 صفحه فایل ورد و قابل ویرایش
تحلیل فرکانس ایگن
اجسام الاستیک را میتوان با دو روش به ارتعاش درآورد:
- توسط نیروهای مداوم بیرونی که باعث ارتعاش میشوند، که اطلاعات با کمک واکنشهای مختلف با فرکانسهای متفاوت جمعآوری میشوند. فرکانس طبیعی نمونه فرکانسی است معادل فرکانس نیروی مداوم وارده به تخته است که سبب ایجاد تشدید میگردد.
از یک تکانه تکی، ارتعاشات آزاد در جسم ایجاد میشود. این ارتعاشات فرکانسهای ایگن جسم را دارند. این ارتعاشات هر دو برپایه یک روش ارتعاشی هم اندازه روشهای با ارتعاش بیشتر هستند. روشهای ارتعاش بیشتر در مقایسه با روش پایه بدلیل اصطکاک درونی مواد سریعتر نزول مییابند که احتمالاً آنرا به لحاظ کارآئی یک روش اساسی میکند.
روشهای مختلف دستیابی به ویژگیهای الاستیک یک ماده با استفاده از فرکانس ایگن وجود دارند. این روشها در سه نقطه فرق دارند (استاندارد ASTM - 1259 - [2]C):
- استقرار تکیهگاه
- استقرار نقطه محرک
- انتخاب نقطه برداشت سیگنال
استقرار تکیهگاه: تکیهگاهها در نقاط گرهدار ارتعاش دلخواه مستقر میشوند.
استقرار نقطه محرک: نقطه محرک در یک نقطه خطی برای روش ارتعاش دلخواه انتخاب میشود.
انتخاب نقطه برداشت سیگنال: دریافتکننده سیگنال در جائی مستقر میشود که روش ارتعاش به سادهترین شکل اندازهگیری میگردد. وقتی که یک روش تماسی استفاده میشود، بایستی به یک گره ارتعاشی نزدیک باشد بطوریکه نمونه آزمایشی با سوزن سیگنال که بر فرکانس خاص اثر میگذارد بارگذاری نمیگردد. این روشهای مختلف قادر به اندازهگیری (مدول) دینامیک یانگ، مدول دینامیک شکست و ضریب پوآسون در صفحات مختلف نمونههای آزمانش میباشد.
دو روش اصلی برای آزمایش فرکانس ایگن و ویژگیهای الاستیک عبارتند از:
- اندازهگیری فرکانس طبیعی در یک تخته تحت کنترل (یک سر آزاد)
- اندازهگیری فرکانس ایگن نمونه آزاد در تکیهگاه که در گرههای ارتعاش قرار میگیرند.
این کار مربوط به فرکانس ایگن نمونههای آزاد برای خمش درونی و برونی صفحه میشود. این روش برای آزمایش دینامیک مدول یانگ در چوب توسط Gorlacher [s] بکار رفته است. او دریافت که این روش با دقت کافی برای نمونههائی با ضریب اثر ارتفاع بیشتر از 15 باشد، شدت برش برای معایب خمش تدریجی نادیده گرفته میشود.
Niemz و Kucera و [18] Bernatowicz این روش را برای ارزیابی غیرمخرب خواص الاستیک در MDF استفاده کردهاند. آنها ارتباط بین مدول دینامیک یانگ با روش فرکانس خاص و مدول استاتیک یانگ را با آزمایشات DIN با R2 = 0.48 گزارش کردند. اندازهگیریهای فرکانس ایگن برای ارائه مدول یانگ 15 تا 20 درصد بیشتر از مقادیر حاصل از آزمایشات DIN گزارش شدند. این تفاوت به علت پروفیل دانسیته در تخته خرده چوب فرض شده است، زیرا این تئوری در اصل برای مواد هموژن بکار میرود.
3-4-1- روش فراصوتی موازی با صفحه تخته
فراصوتی که از یک منبع پخش میشود، سرعتی دارد که مربوط به دانسیته متوسط است. از آنجائی که دانسیته تأثیر خیلی زیادی بر مقاومت خمشی و مدول یانگ دارد، این سرعت را میتوان برای تعیین این ویژگیها بکار برد. مدول الاستیسیته دینامیک با فرمولهای رایج برای مواد ایزوتروپیک محاسبه میشود. (Krautkramer [13])
فهرست مطالب
عنوان صفحه
1-1- سابقه
2-1- هدف و منظور این مطالعه
3-1- دامنه و تعیین حدود
4-1- تئوری و کارهای پیشین
1-4-1- آزمایشات غیرمخرب
2-4-1- تحلیل فرکانس ایگن
3-4-1- روش فراصوتی موازی با صفحه تخته
4-4-1- روش فراصوتی عمود بر صفحه تخته
2- مواد و روش
1-2- مواد
2-2- طراحی آزمایش
3-2- روش زمایش
4-2- مدلسازی PLS و تحلیل اطلاعات
1-4-2- روش PLS
3- روشهای آزمایش - تئوری و کاربردی
1-3- روش آزمایش DIN/EN
عنوان صفحه
1-1-3- تعیین مدول الاستیسیته در خمش و مقاومت خمشی در استاندارد DIN-EN310
2-1-3- تعیین مقاومت کششی عمود بر صفحه تخته
3-1-3- تعیین رطوبت نسبی با استاندارد DIN – EN 323 و تعیین دانسیته با استاندارد DIN – EN 323
2-3- سرعت صوت
3-3- فرکانس ایگن
4-3- ماشین آزمایش سریع Testrob
4- نتایج و تحلیل و بررسی
1-4- تعیین چسبندگی داخلی
1-1-4- تعیین با مدلهای خطی
2-1-4- تعیین چسبندگی داخلی با مدلهای گوناگون
2-4- تعیین مقاومت خمشی و مدول یانگ برای تختههای بزرگ
1-2-4- تعیین MOR
2-2-4- تعیین MOE
3-4- تعیین مقاومت خمشی از روی اطلاعات نمونه
1-3-4- مدلهای خطی
2-3-4- مدلهای چندمتغیری
عنوان صفحه
3-3-4- مدلهای برای تعیین MOR تهیه شده از مقادیر متوسط
4-4- تعیین مدول یانگ از روی اطلاعات نمونه
1-4-4- کلیه نمونهها
2-4-4- مقادیر متوسط
3-4-4- تفاوتهای روشهای استاتیک و روشهای دینامیک
5-4- تأثیر متعادلسازی
6-4- مقادیر اندازهگیری Testrob
5- نتایج
1-5- کارآئی مدلها برای کنترل فرآیند
1-1-5- سرعت اولتراسونیک برای تعیین چسبندگی داخلی
2-1-5- سرعت اولتراسونیک برای تعیین MOR و MOE
3-1-5- اندازهگیری با فرکانس خاص برای تعیین MOR و MOE
4-1-5- مدلهای چند سنسوری برای تعیین MOR و MOE
5-1-5- کاربرد روشهای مذکور برای تختههای بزرگ
6-1-5- اندازهگیری با Testrob
2-5- تأثیر و شدت شرایط سازی
3-5- سنجش دما
6- کار ثانویه
7- مقالات و منابع
عنوان ضمیمهها صفحه
1- طرح آزمایش برای تختههای مختلف
2- نتایجی از برگشتهای خطی (روابط خطی)
3- نتایجی از مدلهای گوناگون (چندمتغیری)
4- تأثیر دما روی سرعت صوت
5- واژهنامه
6- محلهای اندازهگیری در آزمایشات مختلف
7- برنامه آزمایش
بکارگیری آزمون های غیرمخرب فراصوتی و فرکانس ایگن در تعیین مقاومت خمشی، مدل الاستیسیته و چسبندگی داخلی در تخته چوب
