فیزیک و مکانیک چوب
جواد ترکمن؛ رامین نقدی
چکیده
سابقه و هدف: روشهای دینامیکی (غیر مخرب) بر مبنای ایجاد تنش بدون شکست در نمونهها عمل کرده و در زمان و هزینههای ارزیابی خواص مکانیکی صرفه‌جویی ایجاد می‌کنند. گرهها یا همان شاخههای حبس شده مهمترین عامل در درجهبندی چوب‌ها هستند؛ بنابراین اهداف این پژوهش عبارت‌اند از: تشخیص گره به روشهای غیر مخرب، اندازهگیری مدولالاستیسیته ...
بیشتر
سابقه و هدف: روشهای دینامیکی (غیر مخرب) بر مبنای ایجاد تنش بدون شکست در نمونهها عمل کرده و در زمان و هزینههای ارزیابی خواص مکانیکی صرفه‌جویی ایجاد می‌کنند. گرهها یا همان شاخههای حبس شده مهمترین عامل در درجهبندی چوب‌ها هستند؛ بنابراین اهداف این پژوهش عبارت‌اند از: تشخیص گره به روشهای غیر مخرب، اندازهگیری مدولالاستیسیته دینامیکی گردهبینه راش با استفاده از امواج تنشی و تأثیر اندازه گره بر سرعت امواج تنشی و مقدار مدولالاستیسیته دینامیکی.مواد و روش‌ها: منطقه مورد مطالعه مجموعه 11 شفارود در قسمت جنوب حوزه آبخیز شفارود قرار داشته و از ارتفاع 500 متر شروع و تا ارتفاع 1650 متر ادامه دارد. از این منطقه تعداد 5 اصله درخت گونه راش قطع گردید و از طریق برش عرضی به سه قسمت مساوی سه متری تقسیم و با توجه به اندازه گرههای موجود خواص دانسیته، سرعت عبور امواج تنشی و مدولالاستیسیته دینامیکی اندازهگیری شد. از روی تصویر مماسی نشانگر بیرونی و تصویر شعاعی نشانگر درونی با استفاده از نرم افزار Digimizer image4 ویژگی‌های هر گره مانند قطر و زاویه گره اندازهگیری شد. برای تشخیص غیر مخرب گره درخت راش از روشهای توموگرافی التراسونیک، سرعت امواج تنشی و سیتیاسکن استفاده شد. در روش عبور امواج تنشی، برای اندازهگیری زمان انتقال امواج تنشی از دستگاه تایمر میکروثانیه فالوپ استفاده شد. در روش رادیوگرافی نیز برای تهیه تصاویر سیتیاسکن، از دستگاه دیجیتال ستون زمینی دو دتکتور ساخت فرانسه متعلق به درمانگاه پزشکی استفاده شد. برای اندازهگیری دانسیته، تعداد 30 قطعه استوانهای شکل دارای گره در سه رده کوچک، متوسط و بزرگ استفاده و با توجه به ارتباط دانسیته و سرعت عبور امواج تنشی مقدار مدولالاستیسیته دینامیکی محاسبه و ارزیابی گردید. برای تجزیه‌وتحلیل دادههای حاصل از اندازهگیری قطر گره در طول ساقه، دانسیته و مدولالاستیسیته دینامیکی ساقه درخت راش در سطح اطمینان 95 درصد از آزمون یک‌طرفه Anova و برای تشخیص نرمال بودن دادهها و همگنی واریانس از آزمونهای کلموگراف اسمیرنوف و آزمون لوت و برای مقایسه میانگینها از آزمون توکی با به‌کارگیری نرمافزار Spss استفاده شده است.نتایج: در تشخیص گره درخت راش با سه روش غیر مخرب مذکور نتایج نشان‌دهنده وجود محدودیت در هر روش است. به‌طوری‌که توموگرافی التراسونیک قادر به تشخیص گره در داخل تنه درخت راش نیست و روش امواج تنشی نیز گرههای خیلی کوچک را تشخیص نمی‌دهد. دقت روش سیتیاسکن در تشخیص گره بالاست اما هزینه تشخیص آن زیاد است. با توجه به اینکه در طی مراحل رویشی درخت راش عواملی مانند سرعت رویش، سرعت حبس‌شوندگی شاخه و هرس طبیعی متفاوت است. درنتیجه تعداد و اندازه گره ایجادشده در طول درخت متفاوت می‌باشد. منشأ شاخه از مغز ساقه است، بنابراین بیشتر گرههای کوچک در سه متر اول و دوم درخت ایجاد شده است. با افزایش ارتفاع ساقه قطر گره نیز افزایش یافته است. گره باعث افزایش دانسیته شده است. نتایج دانسیته نشان داده است که نمونههای دارای گرههای بزرگ، متوسط و کوچک دارای تفاوت معنی‌داری هستند. با توجه به اینکه اساس تشخیص روش توموگرافی التراسونیک در کاهش دانسیته است، بنابراین قادر به تشخیص گره نیست؛ اما در روش رادیوگرافی قسمت‌های با دانسیته بیشتر به رنگ روشن و با دانسیته کمتر به رنگ تیره‌تر دیده می‌شود. اندازه گره بر روی کاهش سرعت امواج تنشی و بر کاهش مدولالاستیسیته دینامیکی چوب مؤثر است. در مقایسه با نمونههای عاری از گره نمونههای دارای گره کوچک، متوسط و بزرگ به ترتیب 20 درصد، 50 درصد و 70 درصد مدولالاستیسیته را کاهش می‌دهند.نتیجه‌گیری: به‌طوری‌که از بین روشهای غیر مخرب فقط روش سیتیاسکن قادر است گرههای ریز را شناسایی و بخش‌های عاری از گره و معایب را ارزیابی نماید. در قیاس با نمونه شاهد (عاری از گره) با افزایش اندازه گره مقدار دانسیته افزایش و سرعت امواج تنشی و مدولالاستیسیته دینامیکی نمونهها کاهش یافته است.
فیزیک و مکانیک چوب
ابراهیم خسروی؛ امیر لشگری؛ مهران روح نیا؛ احمد جهان لتیباری؛ آژنگ تاج دینی
چکیده
سابقه و هدف: از محدودیت های تشخیص میزان عمر مفید باقیمانده در اجزای سازههای در شرایط مصرف با روش های صوتی، عدم امکان محاسبه مدول الاستیسیته به دلیل امکان نداشتن خروج قطعه از سازه می باشد. بنابراین اکثر درجه بندیهای در حین مصرف در اجزای سازه هایی از قبیل بناهای تاریخی براساس سنجش سرعت صوت می باشد. در این ...
بیشتر
سابقه و هدف: از محدودیت های تشخیص میزان عمر مفید باقیمانده در اجزای سازههای در شرایط مصرف با روش های صوتی، عدم امکان محاسبه مدول الاستیسیته به دلیل امکان نداشتن خروج قطعه از سازه می باشد. بنابراین اکثر درجه بندیهای در حین مصرف در اجزای سازه هایی از قبیل بناهای تاریخی براساس سنجش سرعت صوت می باشد. در این تحقیق به محاسبه دانسیته کلی و ناحیه ای با روش میزان نفوذ میخ در تراورس های چوبی به منظور محاسبات مربوط به تشخیص میزان عمر مفید باقیماندهی آنها با تلفیق روش های موج تنش، ارتعاش طولی آزاد پرداخته شده است.مواد و روش ها: تعداد سه تراورس اشباع شده از شرکت راه آهن ایران و با ابعاد 15×25×260 سانتی متر که جنس آنها از گونه راش (Fagus orientalis) تهیه گردید و دانسیته به روش میزان نفوذ میخ در 5 نقطه از هر تراورس صورت پذیرفت (فاصله 50 سانتیمتری بین هر نقطه) و میانگین نتایج حاصل از 5 نقطه با نتایج حاصل از روش استاندارد ایزو 13910 مقایسه شد. آزمون موج تنش در همان نقاط 5 گانه تعیین دانسیته به روش میزان نفوذ برای تعیین مدول الاستیسیته ناحیه ای صورت پذیرفت و نتایج حاصل از هر نقطه، با مدول الاستیسیته کلی تیر مقایسه گردید. آزمون ارتعاش طولی در تیر دوسرآزاد نیز جهت محاسبه میرایی ارتعاش بر روی نمونه ها اجرا شد.نتایج: نتایج نشان داد بین مقادیر محاسبه شده با هر دو روش استاندارد ایزو 13910 و روش میزان نفوذ میخ در برآورد دانسیته اختلاف معنی داری در سطح 95% وجود نداشته و همبستگی مطلوب خطی بین نتایج حاصل از دو روش برقرار است. مطابق با نتایج سرعت صوت کلی تیر با سرعت صوت ناحیه ای آنها در هیچ یک از نقاط پنجگانه اندازه گیری شده تفاوت معنی داری در سطح 95% نداشت و بین مقادیر سرعت صوت کلی با هر یک از نقاط پنجگانه ناحیه ای همبستگی خطی برقرار بود. بین مقادیر مدول الاستیسیته کلی با مقادیر مدول الاستیسیته ناحیه ای محاسبه شده در هر یک از نقاط پنج گانه تفاوت معنی داری در سطح 95% وجود نداشت. همچنین بین مقادیر مدول الاستیسیته کلی با نتایج مدول الاستیسیته ناحیه ای در هر یک از نقاط پنج گانه نیز همبستگی خطی برقرار بود. بین مقادیر حاصل از مدول الاستیسیته کلی و میرایی ارتعاش هر یک از تراورس ها، همبستگی نمایی وجود داشت.نتیجه گیری: برابری دانسیته به روش استاندارد ایزو 13910 و روش میزان نفوذ میخ، و همچنین برابری مدول الاستیسیته ی مححاسبه شده به روش موج تنش و روش ارتعاش طولی آزاد، این امکان را فراهم می آورد که بدون خروج قطعه از سازه کلیه ی دیتاهای مورد نیاز جهت محاسبات میزان مقاومت باقیماندهی اجزای چوبی براساس استاندارد EN338 فراهم گردد.
