аспирант с 01.01.2021 по настоящее время
ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г. Ф. Морозова», ул. Тимирязева, 8, г. Воронеж, 394087, Россия
Россия
Россия
УДК 630 Лесное хозяйство. Лесоводство
Получение информации о наличии трещин в исходном сырье, заготовках и изделиях из древесины необходимо для принятия решения о целях последующей ее обработки и эксплуатации. Способ диагностики трещин в древесине основан на измерении внутреннего трения. На подготовленные образцы натуральной и модифицированной прессованием древесины, выпиленные из стволовой части деревьев березы повислой (Betula pendula Roth), произраставших в Хлевенском Лесхозе, Липецкой обл. (52.184130, 39.110463, НУМ 157м), воздействовали в радиальном и тангенциальном направлениях ультразвуком (частота 24.5 кГц, экспозиция 0-20 минут, шаг 5 минут) и импульсным магнитным полем (напряженность – 0.3 Тл, экспозиция 0-2 минуты, шаг 0.5 минуты). Далее исследовали внутреннее трение образцов на экспериментальной установке методом измерения логарифмического декремента затухания на основе свободно-изгибных колебаний. При уровне значимости p=0.95 определили абсолютные величины безразмерного коэффициента внутреннего трения Q-1, как основного структурного параметра для образцов натуральной и модифицированной древесины: для влажности при наличии одной трещины Q-1 уменьшилось на 7.04% (D=0.08), при наличии двух трещин – на 8.4% (D=0.15), при наличии трех трещин – на 9.06% (D=0.15); для ультразвука при наличии одной трещины Q-1 уменьшилось на 7.17% (D=0.05), при наличии двух трещин – на 8.46% (D=0.05), при наличии трех трещин – на 9.12% (D=0.09); для импульсного магнитного поля при наличии одной трещины Q-1 уменьшилось на 7.14% (D=0.05), при наличии двух трещин – на 8.39% (D=0.09), при наличии трех трещин – на 9.02% (D=0.09). При испытании образцов натуральной древесины и модифицированной прессованием древесины березы повислой (Betula pendula Roth) получили асимптотическое уравнение аппроксимации зависимости уменьшения Q-1 от количества трещин, с величиной аппроксимации R2=0.994. Исследование зависимости внутреннего трения от процесса трещинообразования в различных породах древесины обеспечивает подготовку следующего этапа - построение прототипа системы неразрушающего контроля дефектов.
внутреннее трение древесины, диагностика трещин в древесине, натуральная и модифицированная древе-сина, береза повислая, Betula pendula Roth, ультразвук, импульсное магнитное поле
1. Dahle S., Pilko M., Žigon J., Zaplotnik R., Petrič M., Pavlič M. Предварительная плазменная обработка поверхности барьерным разрядом с открытым исходным кодом для уменьшения растрескивания наружных деревянных покрытий. Целлюлоза. 2021; 28(12): 8055-8076. DOI: https://doi.org/10.1007/s10570-021-04014-2
2. Абдоллахзаде Джамалабади М.Ю. Оптимальный прямоугольный рисунок трещины на основе конструктивных теорий, насыщения трещин и минимизации энергии для нанесения рисунка на дерево. Хаос, солитоны и фракталы. 2022; 160: 112242. DOI: https://doi.org/10.1016/j.chaos.2022.112242
3. Чай Юань, Тао Синь, Лян Шанцин, Фу Фэн Получение и характеристика свойств металлических композитов на основе древесины с заполнением трещин методом микроволнового вспучивания. 2021; 43: 118-125. DOI: http://j.bjfu.edu.cn/cn/article/doi/10.12171/j.1000-1522.20210209
4. Zeltiņš P., Katrevičs J., Gailis A., Maaten T., Bāders E., Jansons Ā. Влияние диаметра ствола, генетики и свойств древесины на растрескивание ствола ели норвежской. Леса. 2018; 9(9): 546. DOI: https://doi.org/10.3390/f9090546
5. Мезуи Э.Н., Нзенгуи К.Ф.П., Питти Р.М., Икогу С., Анго С. Е., Талла П.К. Исследования деформаций и трещин на срезах древесины тропической зелени при естественной сушке: экспериментальные и численные подходы. Европейский журнал древесины и изделий из дерева. 2022; 81(1): 187-207. DOI:https://doi.org/10.1007/s00107-022-01881-9
6. Фу З., Чен Дж., Чжан Ю., Се Ф., Лу Ю. Обзор деформации и растрескивания древесины при потере влаги. Полимеры.. 2023; 15(15): 3295. DOI: https://doi.org/10.3390/polym15153295
7. Боттер-Кюиш Х.П., Ван ден Бульке Дж., Бетенс Дж.М., Ван Акер Дж. Взламывание кода: мониторинг высыхания древесины и возникновения трещин в режиме реального времени. Наука и технология деревообработки. 2020; 54(4): 1029-1049. DOI: https://doi.org/10.1007/s00226-020-01200-6
8. Хэ Дж., Шэ Ю., Ли М., Цай Г., Ху Б. Экспериментальное исследование характера развития трещин в древесине сосны с различным содержанием влаги. Научный журнал по технике и технологиям. 2022; 10(6): 102-110. DOI: https://doi.org/10.36347/sjet.2022.v10i06.002
9. Кристофоро А.Л., Пентеадо Л.Д., Камарго М.В. де, Арройо Ф.Н., Сантос Х.Ф. дос, Диас А.М.П.Г., Лар Ф.А.Р. Оценка прочности древесины при растяжении перпендикулярно зерну по прочности на растрескивание. Электронный журнал SSRN. 2022. DOI: http://dx.doi.org/10.2139/ssrn.4201159
10. Чжан Р., Тейлор А., Хараламбидес М., Балинт Д., Янг К., Барбера Д., Блейдс Н. Численная модель для прогнозирования времени возникновения трещин в деревянных панелях при малоцикловой усталости, вызванной воздействием окружающей среды. Электронный журнал SSRN. 2022. DOI: http://dx.doi.org/10.2139/ssrn.4295737
11. Аутенгрубер М., Лукачевич М., Гростлингер К., Фюсл Дж. Конечно-элементное прогнозирование характера трещин, вызванных влагой, для поперечных сечений массивной древесины и клееного бруса, подверженных воздействию реальных климатических условий. Строительство и строительные материалы. 2021; 271: 121775. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.121775
12. Остапска К., Мало К.А. Отслеживание траектории трещины с использованием DIC и XFEM моделирования смешанного разрушения древесины. Теоретическая и прикладная механика разрушения. 2021; 112: 102896. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tafmec.2021.102896
13. Супрятна Д., Ин Б., Конопка Д., Калиске М. Анизотропный подход фазового поля, учитывающий смешанные режимы разрушения в деревянных конструкциях в рамках репрезентативного каркаса элементов трещин. Инженерная механика разрушения. 2022; 269: 108514. DOI: https://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2022.108514
14. Зижен Г., Гун М., Ли Л., Мохаммади М. Экспериментальное исследование разрушения в смешанном режиме и распределения деформаций вблизи вершины трещины образцов древесины, ламинированных клеем, с использованием модифицированного приспособления arcon и корреляции цифровых изображений. Всемирная конференция по деревообработке (WCTE 2023). 2023: 111-118. DOI: https://doi.org/10.52202/069179-0015
15. Карлссон Дж., Исакссон П. Динамическое распространение трещин в древесноволокнистых композитах, проанализированное с помощью высокоскоростной фотографии и модели динамического фазового поля. Международный журнал твердых тел и структур. 2018; 144-145: 78-85. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijsolstr.2018.04.015
16. Лин Ю., Сюй З., Чен Д., Ай З., Цю Ю., Юань Ю. Обнаружение трещин в древесине на основе сети семантической сегментации, управляемой данными. Журнал IEEE/ CAA Automatica Sinica. 2023; 10(6): 1510-1512. DOI: https://doi.org/10.1109/JAS.2023.123357
17. Цао Х., Ли Г. Эффективный метод отслеживания трещин в древесине и определения их количества на основе технологии цифровой обработки изображений. 2021 13-я Международная конференция по машинному обучению и вычислениям: ICMLC 2021. Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: Ассоциация вычислительной техники. 2021; 304-309. DOI: https://doi.org/10.1145/3457682.3457728
18. Хуан К., Ли М., Фан С., Чжао Ю., Мао Ф. Исследование влияния поверхностных трещин древесины на характеристики распространения и энергетическое ослабление продольной акустической эмиссии. Исследование древесины. 2022; 67(5): 744-759. DOI: https://doi.org/10.37763/wr.1336-4561/67.5.744759
19. Ту Дж., Чжао Д., Чжао Дж., Чжао К. Экспериментальное исследование возникновения и распространения трещин в древесине с трещиной LT-типа с использованием метода цифровой корреляции изображений (DIC) и акустической эмиссии (AE). Наука и технология о древесине. 2021; 55(6): 1577-1591. DOI: https://doi.org/10.1007/s00226-020-01252-8
20. Го Ю., Чжу С., Чен Ю., Лю Д., Ли Д. Исследование на основе акустической эмиссии для характеристики точки зарождения трещин в композитах древесное волокно / HDPE. Полимеры. 2019; 11(4): 701. Дой: https://doi.org/10.3390/polym11040701
21. Рейнпрехт Л., Шупина П. Сравнительная оценка методов контроля опор из пропитанной древесины: ультразвуковая оценка, оценка сопротивления сверлению и компьютерная томография. Европейский журнал древесины и изделий из дерева. 2015; 73(6): 741-751. DOI: https://doi.org/10.1007/s00107-015-0943-8
22. Пэн Л., Ван Х., Чжан Х., Синь З., Ке Д., Лэй З., Е К. Исследование влияния дефектов отверстий на теплопередачу древесины на основе инфракрасной термографии. Международный журнал термических наук. 2023; 191: 108295. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijthermalsci.2023.108295
23. Руссу А.В., Шамаев В.А., Разинков Е.М., Зиемелис А. Исследование внутреннего трения натуральной и прессованной древесины березы (Betula pendula Roth). Лесотехнический журнал. 2023; 13, 1 (49), 236-256 ( на русском языке). DOI: https://doi.org/10.34220/issn.2222-7962/2023.1/16. Режим доступа https://elibrary.ru/item.asp?id=53814701
24. Шамаев В.А., Никулина Н.С., Медведев И.Н. Модификация древесины: монография. издание 2-е, переработанное. и дополнительно Воронеж: ВГЛТУ. 2022. 571 с. Режим доступа https://elibrary.ru/item.asp?id=50026105
25. Зарипов Ш.Г. Систематизация факторов, влияющих на растрескивание пиломатериалов из лиственницы при сушке древесины. Лесной журнал, 2018; 3: 127-136. DOI:https://doi.org/10.17238/issn0536-1036.2018.3.127. Режим доступа https://elibrary.ru/item.asp?id=35018828
