专利名称：锯材的等级评定方法
技术领域：
本发明涉锯材的等级评定方法。
背景技术：
我国是原木的需求大国，国家林业局发布的数据显示，到2010年中国木材市场需求量将达到2亿m3，其中近一半将依赖进口，进口木材依然是解决我国木材短缺的有效途径。在原木分等上采用了目测法对原木进行分等的方法以及使用无损检测的方法对原木进行质量分等。目测法还在许多国家的原木分等上一直沿用至今，也起到了举足轻重的作用。但随着科学技术的发展，人们发现原始的目测法不能准确地反映原木的内部属性和产业要求。因此，后者在原木分等上越来越被重视。对原木进行质量分等主要是应力波检测法。与其他的无损检测技术相比，应力波无损检测技术具有独特优势。具体为应力波的传播距离远，传播能量大，抗干扰能力较强，不需要任何耦合剂和任何特殊条件，对人体无害，安全可靠，设备小巧，携带方便，对环境适应强等原因，因此受到了国内外很多科研机构以及生产机构的青睐。近年来应力波技术在原木的质量等级划分上得到了很大进展，并取得了一定的成功。应力波检测的基本原理是当木材的一端收到机械作用(如敲击)时，木材内部就会产生相应的应力波传播，通过测定应力波传播的时间来计算应力波在木材中的传播速度，进而判断木材的性质。木材的动态弹性模量E与应力波的转播速度V及木材的密度P 之间存在着如下的关系Ε=ρυ2随着规格材(包括锯材)在生产和生活中的广泛应用，无论是制造商还是最终的消费者都非常关心规格材在使用时的安全性，制造商希望既节约成本又可以使结构达到安全指标；消费者也希望制造商能够提供所使用锯材的质量等级等等的详细情况。因此使用已知等级的规格材，使强度和刚度达到所要求的范围就成为锯材厂的重要工作，也是合理使用木材，达到低碳指标和优材优用所必须做的工作。就木材的力学性质而言，使质量控制在期望的范围内的唯一现实的方法是刚度分等。现有的刚度定级体系有两种一、目测刚度定级，通过目测检验保证锯材的可见缺陷不超过相关分等规则中规定的范围；二、机械刚度定级，定级采用非破坏性(无损检测)的技术测定一个或几个参数来定级。对锯材无损检测方法有很多，除了可以应力波检测法外，还有自由端振动法、悬臂梁振动法、超声波检测法等方法。原木利用时，一般是将原木锯切成锯材(板材)后进行后续的利用。锯材生产企业等希望其生产出的锯材等级越高越好。但生产企业在采购生产锯材的原木时，不知道采购什么样的原木比较好，或者说，不知道什么样的原木能够生产出质量较高的锯材。由于企业不知道什么样的原木能够生产出质量较高的锯材，所以优质材和劣等材的混用现象屡见不鲜。加上我国的人口基数大资源相对并不是很丰富，或者说是匮乏。为避免出现优材劣用，大材小用，提高木材的利用率已经迫在眉睫。
发明内容
本发明的目的是提供一种锯材的等级评定方法，以便为锯材生产企业提供分等依据，避免原木大材小用，劣材优用，提高原木的出材率。本锯材的等级评定方法，所述锯材是把原木进行锯切得到；锯材等级评定方法是以原木的弹性模量作为锯材的等级评定参数进行评定。上述的等级评定方法，原木的弹性模量以应力波法测得。原木的弹性模量的具体测定方法如下以应力波检测仪对原木进行检测，读取应力波速度V;测量原木小头直径， 查木材材积表得出原木体积并称重，从而计算出其密度P ;根据E= PV2计算出原木的弹
性模量。上述的等级评定方法，所述原木是杨木。本发明的有益效果申请人发现，以锯材应力波弹性模量与原木弹性模量的相关系数R为O. 814 ;锯材自由端弹性模量和锯材应力波弹性模量的相关系数R为O. 9732 ;锯材应力波弹性模量与锯材静态(三点弯曲)弹性模量的相关系数R为O. 932。因此，可以以原木的弹性模量作为锯材的等级评定参数，也就是说，锯材生产企业可以依据原木的弹性模量确定锯材的质量等级，原木的弹性模量越大，以该原木生产出的锯材的质量等级也越高。换句话说，企业可以根据生产锯材的原木的弹性模量对锯材进行分等，避免原木大材小用，劣材优用，提高原木的利用价值和出材率。
图I是原木应力波所测速度整体分布图；图2是原木应力波速度与原木应力波弹性模量关系图；图3是原木应力波弹性模量和对应锯材应力波弹性模量趋势图；图4是原木应力波弹性模量和对应锯材弹性模量相关性图；图5是测试系统示意图；图6是皮筋绳悬挂锯材的示意图；图7是分析频率为500Hz的频谱图；图8是锯材振动频率平方和振动弹性模量相关性图；图9是锯材自由端弹性模量和锯材应力波弹性模量相关性图；图10是锯材应力波弹性模量-锯材静态弹性模量相关性分析图；图11是锯材自由端弹性模量-锯材静态(三点弯曲)弹性模量相关性图。
具体实施例方式I、原木的弹性模量测试试验选用产自江苏泗阳的杨树(poplar),试验时从泗阳林场中随机选取187根原木平铺在地上互不接触，对其进行应力波检测，然后从中随机选取的30根加工得到的一定规格的板材，锯切完成后将其送入干燥窑进行烘干(30天)，控制含水率范围10% -15%。试验使用应力波检测设备应力波无损检测仪MH200。仪器采用分时计算方法，测试应力波速在原木两端面间的传播速度。在原木的应力波试验中，考虑到试验条件的同等性，使要进行试验的原木取自于同一批。这样有利于在以后试验结果的相关性分析。在同一堆原木中随机选取187根原木， 用叉车将其全部平放在开阔的场地上，防止原木间的相互接触，从而影响到试验的准确性。对187根原木对其进行应力波检测，记录检测结果，在区间2. 22-5. 15内均匀划分，计算落在每个小区间上原木的数量，得到原木的应力波波速整体分布图(见图1)，其横坐标表示应力波速度V，纵坐标表示根数η。以应力波无损检测仪ΜΗ200对原木测试的操作中(I)仪器顶端的传感器必须完全垂直顶在被测试件端面。(2)每次敲击不同试样时都必须重新输入试样的长度，长度设定不正确将会直接影响仪器的速度输出结果。(3)锤击时要迅速，保持垂头和试件端面只有一次接触，不得有连击发生。从上述原木中随机选取30根原木称重和尺寸测量,使用材积表推算出试件体积， 进而推算出每根原木的密度。30根原木应力波所测量试件数据部分见表I所示，试验结果的平均值、标准差和变异系数如表2所示。表I编号*-*中，第一个*(首位数)表示原木的序列号；第二个 *(尾数)说明1_表示所测原木属于树干整体的根部，2-表示所测树干整体的中段，3-表示所测原木属于树干整体的顶段，以下同。表2中，COV为变异系数的英文缩写，以下同。把原木加工成锯材产品，每根原木选取4-5块(包括边材和心材)送入烘干窑，经过30天的梯度烘干，测得试样含水率在10% -15%。随机抽取5根原木截得的规格材，表面平整，每根截得2块(共计10块)。表I原木应力波弹性模量检测结果
权利要求
1.锯材的等级评定方法，所述锯材是把原木进行锯切得到，其特征是锯材等级评定方法是以原木的弹性模量作为锯材的等级评定参数进行评定。
2.如权利要求I所述的等级评定方法，其特征是原木的弹性模量以应力波法测得。
3.如权利要求2所述的等级评定方法，其特征是原木的弹性模量的具体测定方法如下以应力波检测仪对原木进行检测，读取应力波速度V ;测量原木小头直径，查木材材积表得出原木体积并称重，从而计算出其密度P ;根据E= P V2计算出原木的弹性模量。
4.如权利要求I所述的等级评定方法，其特征是所述原木是杨木。
全文摘要
本发明提供一种锯材的等级评定方法，以便为锯材生产企业提供分等依据，避免原木大材小用，劣材优用，提高原木的出材率。所述锯材是把原木进行锯切得到；该锯材等级评定方法是以原木的弹性模量作为锯材的等级评定参数进行评定。
文档编号G01N9/36GK102590026SQ20121006014
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月9日 优先权日2012年3月9日
发明者周志茹, 沙万里, 王建和, 王正, 管绚, 赵茂程 申请人:南京林业大学
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