古建築木結構中木構件彈性模量的快速阻力檢測方法
2023-09-19 23:12:20 1
專利名稱：古建築木結構中木構件彈性模量的快速阻力檢測方法
技術領域：
本發明涉及一種古建築木結構中木構件彈性模量的快速阻力檢測方法，屬於木材科學與 工程領域。
方法背景
目前，阻力儀因其具有便攜性強、檢測範圍廣、準確度高和操作簡單等優點，而被廣泛 應用於木材性能的檢測和勘察等方面。但也存在著一定的局限。在材性研究方面，都是以從 古建築木結構中拆卸下來的木構件為材料，將其鋸解成一定規格尺寸的試件為研究對象，探 討阻力曲線的波峰值、波谷值、平均值與木材含水率、氣幹密度、抗彎強度、順紋抗壓強度 之間的相關關係。在材質研究方面，儘管是以處於古建築木結構之中的木構件為研究對象， 也是以阻力曲線的波峰值、波谷值、平均值為依據，但卻僅能對木構件的腐朽程度、裂縫的 尺度、蟲蛀的狀況定性地判斷等。然而，阻力曲線不僅波峰和波谷較多，而且波峰和波谷變 化較大的複雜曲線，使其波峰值、波谷值、平均值的計算更為困難，更重要的是計算結果的 誤差相對較大，致使對木材材質和性能的分析結果也與實際狀況有一定的差距。經有關文獻 和資料檢索，如北京林業大學學報2007年第29巻第6期167 171頁的"古建築木材內部腐 朽狀況阻力儀檢測結果的定量分析"、木材加工機械2007年第4期29 31, 37"用阻力儀檢 測木材阻力時的影響因子"、中國專利CN2095422 "混凝土電子貫入阻力儀"、中國專利 CN1645129 "木材及木質複合材料彈性模量無損檢測裝置"、中國專利CN201152843 "木材彈 性模量無損檢測裝置"；從上述方法和文獻中，未發現相近似的測量方法內容。
發明內容
本發明的目的，是為了克服上述不足之處，提供一種古建築木結構中木構件彈性模量的 快速阻力檢測方法，不僅可以拓展阻力儀的應用範圍，而且可以快速計算處於古建築木結構 中木構件的彈性模量。
本發明的目的是這樣實現的涉及一種古建築木結構中木構件彈性模量的快速阻力檢測 方法，阻力儀的鑽針在電機驅動下，以恆定速率鑽入古建築木結構中木構件內部，並通過微 機系統將木構件對鑽針產生的阻力計入數據採集卡，形成阻力曲線圖，導入計算機並以阻力 儀專用軟體要求的特殊格式顯示。阻力曲線圖的橫坐標表示鑽針鑽入木材的深度，縱坐標表 示對應的阻力儀檢測的阻力值。利用計算機及合適的軟體對阻力曲線圖進行矢量化處理，再 對阻力曲線圖的橫縱坐標軸和阻力曲線進行閉合化處理，計算它們所圍合面積面積。以阻力 曲線面積為主要參數，計算處於古建築木結構中木構件的彈性模量。
本發明創造有如下特點和效果(1)具有便攜性強、檢測範圍廣、準確度高和操作簡單 等優點。(2)採用計算機處理並計算阻力曲線圖，準確性高，速度快。(3)能準確和快速地 計算處於古建築木結構中木構件的彈性模量。(4)為古建築木結構的保護和修繕方案的制定
提供可靠的數據支持。 具體實施方案
實施例一一處於故宮博物院乾隆花園翠賞樓結構中一個簷柱彈性模量的計算，阻力儀的
鑽針直徑為3毫米，在電機驅動下，鑽針以恆定速率鑽入簷柱內部，鑽入的深度為340毫米， 並通過微機系統將簷柱木材對鑽針產生的阻力計入數據採集卡，形成阻力曲線圖。將阻力曲 線圖導入計算機並以阻力儀專用軟體要求的特殊格式顯示。利用計算機及適合的軟體對阻力 曲線圖進行矢量化處理，再對阻力曲線圖的橫縱坐標軸和阻力曲線進行閉合化處理，計算它 們所圍合的面積。以阻力曲線面積為主要參數，計算處於古建築木結構中木構件的彈性模量。
權利要求
1.古建築木結構中木構件彈性模量的快速阻力檢測方法，其特徵是採用阻力儀的鑽針鑽入古建築木結構中的木構件；利用計算機對形成的阻力曲線圖進行處理，並計算其面積；快速計算處於古建築木結構中木構件的彈性模量。
2. 根據權利要求1所述的古建築木結構中木構件彈性模量的快速阻力檢測方法，其特徵 是阻力儀其特徵是阻力儀鑽孔的直徑在2—5毫米範圍內，鑽孔深度在20—500毫米範圍內。
3. 根據權利要求1所述的古建築木結構中木構件彈性模量的快速阻力檢測方法，其特徵 是阻力曲線圖中橫縱坐標軸與阻力曲線所圍合的面積，並將其矢量化和閉合化處理，利用計 算機計算其面積。
4. 根據權利要求1所述的古建築木結構中木構件彈性模量的快速阻力檢測方法，其特徵 是以阻力曲線面積為主要參數，快速計算處於木結構古建築中木構件的彈性模量。
全文摘要
本發明涉及古建築木結構中木構件彈性模量的快速阻力檢測方法。本發明提供了一種古建築木結構件彈性模量的無損檢測方法。它是利用阻力儀的微鑽技術通過在鑽針鑽入過程中受到反射阻力的狀況，經過計算機矢量化和閉合化處理和計算，測量古建築木結構中木構件的彈性模量。本發明創造有如下特點和效果(1)採用計算機處理並計算阻力曲線圖，準確性高，速度快；(2)能準確和快速地計算處於古建築木結構中木構件的彈性模量；(3)為古建築木結構保護和修繕方案的制定提供可靠的數據支持。
文檔編號G01N3/08GK101639428SQ200910157699
公開日2010年2月3日 申請日期2009年7月24日 優先權日2009年7月24日
發明者劉秀英, 夏榮祥, 平 戰, 華 李, 王天龍, 石志敏, 陳允適, 陳永平 申請人:中國林業科學研究院木材工業研究所;故宮博物院;北京林業大學