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杨学春、王立海所著的《木材应力波无损检测研究》比较系统地阐述了应力波在原木中的传播理论、应力波传播参数的影响因素分析、应力波二维成像及三维重构技术、应力波成像系统研发、结构用原木力学性质估计、冻结木与非冻结木应力波传播比较、行道树应力波无损检测等方面内容。
《木材应力波无损检测研究》可作为从事木材科学与技术、森林工程、无损检测工作的科技人员和高等学校相关专业师生的参考用书。
前言
第一章 绪论
第一节 木材无损检测概述
第二节 应力波在木材性质检测中的研究现状
第二章 应力波在原木中传播理论
第一节 原木轴向的应力波传播理论
第二节 原木径向和弦向应力波传播理论
第三章 应力波在原木中传播轨迹仿真模拟
第一节 原木轴向应力波传播轨迹的近似模拟
第二节 原木径向和弦向应力波传播轨迹近似模拟
第四章 应力波在木材传播的影响因素分析
第一节 摆锤冲击力对应力波传播的影响
第二节 不同季节对应力波传播的影响
第三节 传感器数量和空间布局对应力波传播的影响
第四节 木材结构性质对应力波传播的影响
第五节 含水率对应力波在木材传播的影响
第六节 原木断面弦向角对应力波传播速度的影响
第五章 木材应力波成像机理与成像系统的研究
第一节 木材应力波二维成像的研究
第二节 木材应力波图像三维重构的初步研究
第三节 应力波木材无损检测信号采集系统
第四节 原木应力波成像系统的研究
第六章 冻结木与非冻结木应力波传播的研究
第一节 冻结与常温状态下活立木应力波传播参数比较
第二节 冻结与非冻结状态下木材试件应力波传播研究
第三节 冻结与非冻结板材径切面应力波传播规律试验研究
第四节 冻结与非冻结原木横截面应力波传播规律研究
第七章 结构用原木力学性质与应力波传播参数的研究
第一节 结构用原木应力波传播速度的研究
第二节 原木力学特性与应力波动弹性模量的研究
第八章 黑龙江省主要树种腐朽应力波断面2D图像分析及应用
第一节 黑龙江省主要树种应力波2D图像分析
第二节 柳树行道树2D应力波检测与安全评估
参考文献
致谢2100433B
《木材应力波无损检测研究》是作者杨学春、王立海针对10多年来获得的木材应力波无损检测的科研成果和发表的学术论文,认真总结、归纳,形成的一本学术专著。本书比较系统地阐述了应力波在原木中的传播理论及运行轨迹、应力波传播参数的影响因素、应力波二维成像机理及三维重构技术、应力波木材无损检测信号采集系统以及木材应力波成像系统、应力波在冻结木和非冻结木传播比较分析、结构用原木力学性质估计以及行道树无损评价等内容。期望本书可供从事相关工作的企业工程技术人员和高校相关专业的师生学习参考。
不破坏焊缝的情况下,进行对焊缝的缺陷检测,常用有超声波探伤,X射线探伤,打压试漏,煤油试漏等
钢结构部分章节
焊接工艺在设备制造,特别是承压类特种设备的制造中占有重要地位。在压力容器制造中,焊接工作量占整个容器制作量的30%以上。焊接质量对于产品质量和使用安全有着直接的影响。许多承压类特种设备的事故往往源于焊...
应力波无损检测技术及其在木结构古建筑保护中的应用
应力波无损检测技术及其在木结构古建筑保护中的应用——介绍了应力波无损检测技术的基本原理,回顾了应力波技术在古建筑保护中的应用进展及存在的问题,最后对发展前景进行了展望,并给出进一步研究的建议。
木材无损检测技术在建筑木结构上的应用研究
本文针对故宫咸若馆地区建筑木结构开展了无损检测的研究。测定和分析结果表明:成若馆地区大部分建筑木构件(主要是木柱)的材质状况良好,不需要大规模修缮。
我们也知道,物体都有引力,会产生引力场。爱因斯坦在发表广义相对论后不久,预言引力场具有波动性质的引力振荡,加速运动的质量(引力源)也辐射引力波。由于电磁波是由光子传递的 ,爱因斯坦假定引力波是由引力子传递的。
广义相对论认为,物质的质量使时空弯曲,引力就是时空弯曲的量度。如果把宇宙时空比做一块橡胶板,质量不同的天体会在橡胶板上压出深浅不同的坑,即引力阱。天 体运动就是在自己的引力阱中滚动,这种滚动会引起橡胶板的轻微波动,而当超新星爆发和黑洞碰撞时,由于质量(即引力)的突然变化,相当于质量在橡胶板上大力弹跳,因而引起橡胶板剧烈地上下抖动。这种波动和抖动就是引力辐射,即引力波。
这么说来,地球绕太阳的公转运动也会产生引力波。是的。不过它的能量很微小,只有千分之一瓦。因为引力是各种基本力中最弱的力。如在原子核中,核力是电磁力的100倍,而引力只有电磁力的1040分之一;相隔1厘米的两个质子,其引力作用只有静电力的1037分之一。因此,引力辐射非常微弱,一万亿千瓦的引力辐射,只相当于1千瓦的热电丝。
但是,由于引力总是相加的,因而高致密度的恒星如果以接近光速的速度运动时,可产生不可忽略的引力波。靠得很近的双星脉冲星会发射很强的引力波。超新星爆发等剧烈活动,可在几微秒之内产生很强的一次性的引力波,叫引力辐射爆发。旋转黑洞是最丰富的引力辐射源,特别是当两颗旋转黑洞相撞时,会产生强烈的引力辐射。如质量各是10倍太阳质量的黑洞相撞,其引力辐射的强度是银河系的电磁辐射强度的1000亿倍。
为什么引力辐射的强度当其小时非常弱,而当其大时又非常强呢?除了引力源的质量和运动速度因素外,其重要原因是,由加速质量产生的引力波,本身又是一个引力波辐射源,即引力波又产生引力波。
引力波确实存在吗?人们试图用实验去检验。理论上,弹簧振子可产生引力波。所谓弹簧振子,是在一根弹簧两端各连接一个有一定质量的物体。如果让它振动起来,就会产生引力波。因此也叫"引力振子"。还有,一根绕其中心垂直轴旋转的重棒,也会产生引力波。 不过用上述方法产生的引力波的能量小得可怜。如重500吨、长20米的钢棒,以5转/秒的速度(这是它强度极限以内的最大旋转速度)旋转,所产生的引力波能只有10~29瓦。一个长10厘米的弹簧,两端各重1千克物体组成的引力振子,以100次/秒、振幅1厘米的速度振荡,若将其全部引力波能转变为电能,要点亮一只50瓦的灯泡,则需要的振子数,比组成地球的全部基本粒子数还多。
由此可见,用上述人工实验的方法是难以检验到引力波的。因为即使实验产生了引力波,也还没有如此精密的仪器能检测到它所产生的微弱引力波。那么,要验证引力波理论,就只好探测宇宙中巨大的天然引力波了。
为有效检测出加筋板中的裂纹损伤,本项目重点研究基于应力波传播的空间瞬时基准损伤检测方法。针对典型加筋板结构,基于损伤非线性本构关系建立应力波瞬态传播动力学模型,研究应力波多重反射和模式转换以及与裂纹作用时的散射现象。利用非线性应力波调制技术选择应力波传递路径,确定空间瞬时基准作动-传感路径,避免了环境和工况变化的影响,得到能够现场使用的损伤检测基准信号。分离应力波调制信号中的非线性成份,研究阵列自适应模糊聚束方法,对加筋板中的裂纹损伤进行定位,提高波动检测方法对结构损伤的检测能力。以加筋板结构分布式压电作动/传感阵列作为结构损伤检测的物理实现手段,进行随机振动工况与环境温度变化情况下的模型实验,验证本方法的有效性,建立一套基于应力波传播的不受环境和工况干扰的更灵敏的加筋板损伤识别方法,为后续工程应用提供理论与技术支撑。
LIGO 使用的干涉仪是迈克耳孙干涉仪,其应用激光光束来测量两条相互垂直的干涉臂的长度差变化。在通常情况下,不同长度的干涉臂会对同样的引力波产生不同的响应,因此干涉仪很适于探测引力波。在每一种干涉仪里,通过激光光束来量度引力波所导致的变化,可以用数学公式来描述;换句话说,假设从激光器发射出的光束,在传播距离L之后,被反射镜反射回原点,其来回过程中若受到引力波影响,则行程所用时间将发生改变,这种时间变化可以用数学公式来坐定量描述。
更仔细地描述,假设一束引力波是振幅为h的平面波,其传播方向与激光器的光束传播方向的夹角为
伯纳德·舒尔茨把这一公式称作“三项公式”,其为分析所有干涉仪对信号响应的出发点。单径系统也可以使用三项公式 ,但其灵敏度是被时钟的稳定性所限制。干涉仪的两条干涉臂可以相互用来当做时钟比较,因此,干涉仪是非常灵敏的光束探射器。
假设干涉臂长超小于引力波的波长,则干涉臂与引力波相互作用的关系可近似为
假设引力波传播方向垂直于光束传播方向,即两者之间的夹角为{\displaystyle heta =\pi /2},则三项公式变为
注意到这导数只跟返回时的引力波振幅
因此,只要能够量度返回电磁波的红移,则可估算引力波振幅的改变。假设干涉臂长超小于引力波的波长,则干涉臂与引力波相互作用的近似关系式为
引力波对于干涉仪所产生的响应是这两个关系式的差值:
LIGO的长度为4千米的干涉臂由振幅为10的引力波所引起的长度变化为: