摘要：因为木结构工程材料的力学性能非常优越，运用范围日益扩大。笔者重点论述了当前检测木结构工程材料力学性能的相关机械设备的总体状况，希望能够为相关人员提供有益的参考与借鉴。
关键词：木结构工程材料；力学性能；检测设备
1木结构工程材料概述
相对于一般化的非结构用板材，木结构工程材料具有良好的力学性能、较大的厚度，板材层数多。最关键的是它具备了强度设计值，被普遍地运用在桥梁、建筑、运输与道路等诸多领域中。随着上述领域发展日益加速，需要越来越多的优良木结构工程材料，市场潜力巨大。所以，急需研发与设计出环保化、低成本、高性能的木结构工程材料。要求它具备优良的物理力学性能，较强的握钉力，而且此类材料应该具备可靠的尺寸稳定性与结构性能，耐腐蚀与耐老化的能力。
2通用型力学性能检测仪器
此类设备的适用性较为普遍，可以检测多种类型的木结构构件的性能。如弹性模量检测设备、万能力学试验机等。
2.1万能力学试验机
它重点涵盖了下列部分，如驱动单元、控制系统、齿轮、伺服电机、横梁系统、皮带、反馈装置与功能附件等。控制系统向各个部分发出给定的信号，由功率放大器为电机提供驱动力，然后带动皮带与齿轮有效地运行，让横梁慢慢地移动，反馈装置向控制系统反馈横梁上面的位移信号，然后和控制系统内的给定信号进行对比，并闭环了相应的控制系统。利用功能不同的相关附件，以有效地测试标准尺寸、规格的结构胶合板试件的力学性能，如剪切强度、抗弯强度与拉伸强度等多个指标。
2.2挠度与蠕变测试设备
此类设备重点涵盖了下列组成部分，如数据采集系统、施压装置、支撑装置与传动机构等。木材在恒定外力的作用下，随着时间推移而增加应变的情况，叫做蠕变。挠度指的桁架、梁等受弯构件，在受到相应荷载作用的情况下，发生的竖向变形状况。在分析一种木质材料能不能用在结构工程中的过程中，它的蠕变特性是非常关键的影响因素。木材蠕变会受到多种因素的影响，比如含水率、温度、应力水平、加载方式、材质变异与树种等。挠度会受到构件材料的截面尺寸、荷载大小与物理性能等方面的影响。
2.3静曲强度测试设备
此类设备主要涵盖了下列组成部分，如计算机控制、压头、支撑、数据采集系统、传动机构等。在进行实验的过程中，在两个支撑上面装载一个试件，将时间、长、宽等相关参数输入到控制台中，然后启动相关测试程序。在开始试验时，试验压头从最初位置快速移动，直到靠近开关，检测到相关试件后，减少到恒定的某个速度，逐步加载相关试件。通过测量相关形变与载荷，获得了挠度--载荷曲线，可以利用斜率，求出弹性模量与刚度，而且还可以呈现在控制台上。
2.4弹性模量检测设备
依据此类仪器的检测原理，可以将起分成三种，首先是以振动法为基础的弹性检测设备，主要组成部分涵盖了电荷放大器、加速度传感器、力锤（头部配置了力传感器）、多功能四通道分析仪等。固定试样的其中一端，另一端自由。从悬臂梁的前五阶振型函数图线能够了解到，自由端并非节点，它能够用石蜡把加速度传感器固定到自由端处。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆然后使用力锤，对试样进行敲击（击打处在固定端附近），力锤上面的加速传感器与力传感器形成的信号，经由电荷放大器，被传输到多功能四通道分析仪，对其实施模态分析与频响函数分析，可以得到试样本身的固有频率。按照检测到的相关频率信息，求出试件的实际强度。其次，以超声波为基础的弹性模量检测设备，它主要涵盖了超声波测试仪、声接收器、声发射器。超声波形成的声脉冲传递到被测材料内，经由穿透、衰减、反射，位于另一端的传感器能够收集这些声脉冲，提取各种信号参数，恰当处理之，预测材料的性质。超声波的不同参数（频率、能量峰值、传播速度与传播时间）等，能够检测木结构板材的表面缺陷、弹性模量与结构材料本身的腐朽程度等。第三，以应力波为基础的弹性模量检测设备，主要组成部分涵盖了加速度传感器、小锤、计算机软件与应力波测试仪等。这种设备对应力波在相关试件内的传输速度进行检测，联系试件的密度状况，进而求出试件本身的弹性模量。
3专用力学性能检测设备
此处重点介绍检测一种或者多种木结构构件的力学性能的相关仪器与设备，重点涵盖了结构胶合板力学性能试验机、疲劳强度测试设备、剪力墙测试设备、立式弯曲试验机、冲击载荷测试设备等。
3.1剪力墙测试设备
此类主要涵盖了下列组成部分，如传动机构、固定框架、力矩、液压装置、数据采集系统与位移传感器等。他们结合建筑墙体的具体受力特点，重点测试结构锯材与地震荷载、板材墙体的实际抵抗水平风载作用的相关能力。此类设施重点面向高度达到与超过2.4m的“墙体”，通过分析与测试各种构造参数，比如连接墙板安装的方式、连接件中心间距、性能参数、连接件参数与规格等，期待着深层次更深入地了研究对剪力墙承载能力和刚度及其影响因素。
3.2疲劳强度测试设备
如今我国此类设备主要用来测试集装箱底板，此类设备主要涵盖了控制系统、传动机构、固定框架、荷载小车等部分。依据国家标准物理的相关力学性能指标的规定，一般情况下集装箱用木底板要接受相应的剪切滚压强度检验，也就是说，在在满荷载的状态下，在动荷载的相应冲压下，反复地开展7260kg荷载小车实验。落实相应的抽检程序，检验相关构件瞬间疲劳强度冲击下集装箱底板的永久变形与最大变形。在这种情况下，不但要全方位地分析与检测底板的弹性模量、静曲强度、密度、含水率、胶合强度等相关指标，而且要开展小车7260kg荷载大型试验，对实际受力的状况进行模拟，更详实地表明集装箱底板的稳定程度与整体性能。
3.3冲击载荷测试设备
此类设备重点涵盖了下列组成部分，如控制器、数据采集系统、液压装置、传动机构、边缘延长支撑、支撑横梁与冲击锤等。它借助计算机控制系统，实现相关测试目标，系统地开展自动化测试。在支撑横梁上放置了被检板材，并将其固定后，由电脑控制冲击锤，使其自由落下，准确地记载被检板材在碰撞时刻的位移、受力等信息。
结语
国内用来检测木结构工程材料的力学性能的相关设备，可以有效地检测与合理地分析此类材料的力学性能，对建造高质量的木结构建筑，具有较强的指导意义与分析价值。而且，要继续研发不同材料、不同用途、不同性能要求与不同情况下的木结构材料与相应的力学性能检测设备，更好地促进相关领域的发展与应用。
参考文献：
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[2]费本华，王戈，林利民，徐兰英，张长武.轻型木结构用落叶松胶合板覆板均布载荷性能试验研究[J].林业科技，2015，30（4）：40-45.
论文作者:崔雅馨
论文发表刊物:《基层建设》2018年第24期
论文发表时间:2018/9/18
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