Определение модуля упругости древесины
Определение модуля упругости древесины по ГОСТ 16483.31-74 - эксперимент проводился с использованиеп программного обеспечения и устройств ZETLAB
по методике ГОСТ 16483.31-74 «Древесина. Резоансный метод определения модулей упругости и сдвига и декремента колебаний»
Для определения модуля упругости древесины используют резонансный метод, описанный в ГОСТ 16483.31-74 «Древесина. Резонансный метод определения модулей упругости и сдвига и декремента затуханий».
Согласно ГОСТ 16483.31-74, сущность метода заключается в возбуждении у образца со свободными концами продольных колебаний основной гармоники и изгибных колебаний второго обертона; по частотам резонансных колебаний определяют модуль упругости и модуль сдвига, а по ширине резонансных пиков -логарифмический декремент затуханий.
Соответственно, для определения динамического модуля упругости необходими с высокой точностью определять резонансную частоту продольных колебаний образца.
Специалисты компании ZETLAB провели эксперимент по определению резонансной частоты при помощи программного обеспечения и измерительных устройств ZETLAB.
В качестве образца был использован фрагмент древесины, длиной 35 мм:
Состав испытательной установки
Образец закреплялся на столе вибростенда при помощи штифта в продольном направлении. Акселерометры устанавливались на торцы образца:
Проведение испытаний
При помощи контроллера системы управления виброиспытаними ZET 028 через вибростенд образец подвергался воздействию вибрации.
Сигналы с акселерометров обрабатывались в программе «Взаимный узкополосный спектр», которая позволяет проводить анализ частотных характеристик физических систем, на вход которых поступает некоторое возмущение.
Оценка характеристик приведена на графиках ниже: 1) На графике приведены амплитудная и фазовая характеристики объекта испытаний. Как видно, амплитудная характеристика обладает отчётливым пиком на частоте ∼ 4447,9 Гц, а фазовая характеристика резко меняется на той же частоте. Это свидетельствует о первой нормальной моде объекта, за которой и будет вестись наблюдение.
Проведение испытаний
2) В таблице регистрируется резонансная частота и рассчитываются дополнительные параметры, соответствующие данной моде колебаний:
3) В течение испытаний самописец сигналов записывает все зарегистрированные значения резонансной частоты образца. По графику видно, что резонансная частота на всем протяжении испытаний (в данном случае 10 минут) определяется с высокой точностью (погрешность не более 0,1 %).
Последующая обработка результатов ведется при помощи вычислений. Модуль упругости рассчитывается по формуле:
где b, h, l – соответственно ширина, высота и длина образца, м m – масса образца, кг f – резонансная частота, Гц β – поправка на массу прикрепленных датчиков и штифта, равная отношению массы образца с дополнительным весом к массе образца без него.
Эксперимент показал, что при помощи программного обеспечения и устройств ZETLAB можнос высокой точностью определять требуемые характеристики, а также автоматизировать процесс определения резонансной частоты древисины, а соответственно и модулей упругости.
