تحقیقات علوم چوب و کاغذ ایران

شماره جاری

بر اساس شماره‌های نشریه

بر اساس نویسندگان

بر اساس موضوعات

نمایه نویسندگان

نمایه کلیدواژه ها

درباره نشریه

اهداف و چشم انداز

اعضای هیات تحریریه

اصول اخلاقی انتشار مقاله

بانک ها و نمایه نامه ها

پیوندهای مفید

پرسش‌های متداول

فرایند پذیرش مقالات

اطلاعات آماری نشریه

اخبار و اعلانات

بررسی تاثیراندازه گره بر مدول الاستیسیته دینامیکی چوب درخت راش(Fagus orientalis Libsky)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، گروه جنگل‌داری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه گیلان، ایران

2 استاد، گروه جنگل‌داری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه گیلان، ایران

10.22092/ijwpr.2024.365915.1774

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 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.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع
-Amini, M., Sagheb-Talebi, Kh. Namiranian, M. and Amini, R., 2009. Investigation on increment of Fagus orientalis Lipsky using time series analysis, Iranian Journal of Forest and Poplar Research, 17(3):404-421 (In Persian).
-Bonyad, A.E., Torkaman, J. and Rohi, A., 2013. Growth stages and site components influence on form factors of beech (Fagus orientalis Lipsky).Iranian Journal of Forest, 5(2), 102–117. (In Persian).
-Divos, F. and Tanaka, T., 2005. Relation Between Static and Dynamic Modulus of Elasticity of Wood, Acta Silv. Lign. Hung., Vol. 1 (2005) 105-110.
-Ehrhart, T., Steiger, R. and  Frangi, A., 2017.Impact and detection of grain direction in European beech wood, in Proceedings of INTER - Meeting Fifty, 2017, pp. 479–482.
-Grundberg S., 1994. Scanning for internal defects in logs. Licentiate Thesis 1994:14L, Division of Wood Technology, Luleå University of Technology, Skellefteå, Sweden. ISSN 0280-8242.
- Hein, S. and Spiecker, H., 2007. Comparative analysis of occluded branch characteristics for Fraxinus excelsior and Acer pseudoplatanus with natural and artificial pruning, Can. J. For. Res. 37: 1414–1426 (2007), doi:10.1139/X06-308
-Hongyue, Q., Ming, C., Yuan, H. and Jianhua, L., 2020. Effect of Trees Knot Defects on Wood Quality: A Review, IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 738 (2020) 012027 IOP Publishing doi:10.1088/1757-899X/738/1/012027
-Maguire D.A. and Hann D.W., 1987. A stem dissection technique for dating branch mortality and reconstructing past crown recession.Forest Science, 33:858–871.
-Madhoushi, M., Hashemi, S.M. and Behzad, M., 2008. Evaluation of influence of decay on dynamic and static moduli of elasticity in Iranain beech by using of NDT stress wave. J. Agric. Sci. Natur. Resour., Vol. 15(3), (In Persian).
-Madhoushi, M. and Boskabadi, Z., 2019.  Relationship Between The Dynamic And Static Modulus Of Elasticity In Standing Trees And Sawn Lumbers Of Paulownia Fortune Planted In Iran. Maderas. Ciencia y tecnología 21(1): 35 - 44,  DOI: 10.4067/S0718-221X2019005000104
-Mirabdollahi, M., Bonyad, A.E., Torkaman, J. and  Bakhshandeh, B., 2011. Study on tree form of Oriental Beech (Fagus orientalis Lipsky) in different growth stages (Case study: Lomir forest), Iranian Journal of Forest, Vol.3, No.3:177-187. (In Persian).
-Oja J., 1997. A comparison between three different methods of measuring knot parameters in Picea abies. Scandinavial Journal of Forestry Research, 12, 311–315.
-Osterloh, K., 2006. Radiographic and Tomographic Testing of  Wood, ECNDT 2006 - Th.1.3.3
-Pinto, I.,  Pereir, H. and Usenius, A., 2003. Analysis of log shape and internal knots in twenty maritime pine (Pinus pinaster Ait.) stems based on visual scanning and computer aided reconstruction. Annals of Forest Science, 60(2), 137–144.
-Račko, V., 2013. Verify the accuracy of estimation the model between dimensional characteristics of branch scar and the location of the knot in the beech trunk. Forestry and Wood Technology, 84:60–65.
-Rast, E.D., Beaton, J.A. and Sonderman, D.L., 1989. Photographic guide of selected external defect indicators and associated internal defects in white oak. USDA Forest Service North-eastern Forest Experiment Station, Broomall, USA, Report RPNE-628, p. 24.
-Rast, E.D., Beaton, J.A. and Sonderman, D.L., 1991a. Photographic guide of selected external defect indicators and associated internal defects in sugar maple. USDA Forest Service North-eastern Forest Experiment Station,  Radnor, USA, Report RPNE-647, p. 29.
-Rast, E.D., Beaton, J.A. and Sonderman, D.L., 1991b. Photographic guide of selected external defect indicators and associated internal defects in yellow poplar. USDA Forest Service North-eastern Forest Experiment Station, Radnor, USA, Report RP-NE-646, p. 35.
-Samson, M., 1993. Method for assessing the effect of knots in the conversion of logs into structural lumber. Wood Fiber Science, 25, 298–304.
-Salehi, N., Torkaman, J., Naghdi, R. and Roohnia, M., 2022. Detection and differentiation of the beech wood knot (Fagus orientalis Libsky)by non-destructive stress wave method, Iranian Journal of Wood and Paper Science Research Vol. 37 No. (4):282-292.DOI: 10.22092/ijwpr.2022.358587.1718(In Persian).
-Schultz, H., 1961. Die Beurteilung der Qualitätsentwicklung junger Bäume.[Assessment of the quality development of young trees.] Forstarchiv, XXXII (May 15), pp. 89–99.
-Shigo, A.L. and Larson, E., 1969. A photo guide to the patterns of discoloration and decay in living northern hardwood trees. USFS, Northeast Forest and Range Experiment Station, Research Paper NE-127, 100 p.
-Sioma, A., 2015. Assessment of wood surface defects based on 3D image analysis. Wood Research, 60(3):339–350.
-Torkaman, j., Vaziri, M., Sandberg, Dand­ Mohammadi Limaei, S., 2018. Relationship between branch-scar parameters and knot features of oriental beech (Fagus orientalis Libsky), Wood Material Science & Engineering. Article in Wood Material Science and Engineering. DOI: 10.1080/17480272.2018.1424731
-Torkaman, T., Vaziri, M., Sandberg, D. and Mohammadi Limaei, S., 2019. Comparison study in the clear wood estimation of the Beech tree trunk (Fagus orientalis Libsky), Iranian Journal of Wood and Paper Industries, 10(1):11-19 (In Persian).
-Wang, C., Zhao, Z., Hein, S., Zeng, J., Schuler, J., Guo, J., Guo, W. and Zeng, J., 2015. Effect of planting density on knot attributes and branch occlusion of Betula alnoides under natural pruning in southern China. Forests, 6, 1343–1361.
 
تحقیقات علوم چوب و کاغذ ایران
دوره 39، شماره 3 - شماره پیاپی 88
مهر 1403
صفحه 198-212
فایل ها
سابقه مقاله
  • تاریخ دریافت: 07 خرداد 1403
  • تاریخ پذیرش: 13 مرداد 1403
هم رسانی
ارجاع به این مقاله
آمار