应用声发射技术和图像分形理论对樟子松木材裂纹演化特征的检测

编号 zgly0001743614

文献类型 期刊论文

文献题名 应用声发射技术和图像分形理论对樟子松木材裂纹演化特征的检测

作者 赖菲  王明华  肖洒  丁锐  罗蕊寒  邓婷婷  李明 

作者单位 西南林业大学机械与交通学院  安徽工程大学电气工程学院、高端装备先进感知与智能控制教育部重点实验室(安徽工程大学)  西南林业大学 

母体文献 东北林业大学学报 

年卷期 2022,50(7)

页码 89-93

年份 2022 

分类号 S781.2 

关键词 樟子松  木材  裂纹  声发射  图像分形 

文摘内容 以气干状态的樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)木材为试验材料,制备尺寸为(长×宽×厚)300 mm×20 mm×20 mm的试验试件,应用UTM5105型电子万能力学试验机对试件进行三点弯曲加载试验;利用声发射(AE)采集平台和图像采集系统,实时采集樟子松木材在三点弯曲破坏过程中产生的声发射信号及裂纹演变图像;依据原始声发射波形统计声发射计数、声发射能量,并结合图像分析试件在加载过程中的微观损伤及其宏观演化特征;依据图像分形理论计算灰度图像及二值化图像盒计数维数,分析木材表面裂纹起裂和扩展规律;综合运用声发射技术和图像分形理论,构建樟子松木材裂纹演化特征的研究方法。结果表明:声发射计数、声发射能量均能准确地反映宏观破坏阶段;对于微观损伤,声发射计数表征的更为显著。结合声发射计数、声发射能量曲线变化,可以明确材料微观损伤及宏观破坏的起裂时刻。宏观裂纹产生后,灰度图像及二值图像的图像分形维数都大幅上升,且随着裂纹的扩展,裂纹图像的分形维数逐渐上升,尤其是灰度图的分形维数能够明显反映宏观断裂的扩展特性。声发射参数和图像分形维数相结合的方式,可为研究木材损伤断裂过程中裂纹演化行为的损伤机理提供参考。