北木材无损检测技术的研究与应用—北美木材无损检测方法的研究进展—声发射
1.5 声发射
声发射是材料或结构的某个局部区域或整体,受外力或内应力作用,发生塑性变形或破坏之际,将其内部所储蓄的应变能,以瞬态弹性波的形式而迅速释放出的一种物理现象。现代声发射技术的开始,以20世纪50年代初Kaiser在德国的研究为标志,60年代开始应用于木材和木基复合材料的检测。所涉及的领域有:干燥过程的监测与控制、老化预测、强度评价、开裂检测与分析和机械性能控制。
研究者采用开发模型(Opening mode)和混合模型(Mixed mode)测试木材干燥时的开裂情况,通过对声发射信号的收集和分析,发现混合模型是以时间和频率作为特征参数,其识别分析方法具有良好前景,特别适用于检测板材干燥过程中的开裂情况。但是,通过分析发射频率来确定木材细胞的破坏情况尚未取得成功。也有学者认为,干燥过程中的声发射检测,与木材水分流动有关,但在检测中,很难判断自由水的流动与检测结果直接相关。
在人造板研究方面,Vun等将其用于定向刨花板蠕变破裂的研究,发现开裂出现在板材密度最低区域的薄弱部位,采用声发射技术观测密度区域断裂,能够实现板材水平面密度的在线监控。
近几年,声发射技术有了很大改进,特别是信号的处理方法,使检测的准确率有了较大提高。为更好地解决信号处理问题,应引入更多的分析方法,如基于波形分析上的模态分析、经典谱分析、现代谱分析、小波分析和人工神经网络模式识别。对声发射参数,应采用模式识别、灰色关联分析和模糊分析等技术。