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摘要：弹性模量是木材检验的一项重要的力学指标性能，与其它力学性能之间都有着较为密切的关系，目前无损检验木材在国内外都有研究成果，该文对木材弹性模量无损检验领域的发展历史做出归纳总结。
关键词：木材；弹性模量；检测；发展
木材作为绿色环保材料，广泛应用于到各个领域，小到牙签、筷子，大到家具及室内装修，木材具有隔音、隔热、舒适的触觉和视觉效果等优点，木材的弹性模量表示材料刚度的性能指标，材料受力后线性应变范围内的应力和应变之间的关系。木材弹性参数是反映木材弹性变形、判断木材质量的指标，代表了木材力学性能的综合情况，也是木结构设计和木质复合材料设计的重要参数。随着现代科学技术的发展，测量木材弹性模量的方法越来越多，手段也越来越先进。
目前开展弹性模量检验是分为传统的有损性检验和无损检验。传统的有损性检验为静态弯曲法，原理是通过力学试验机对标准力学试件进行弯曲试验来完成，并形成了标准，但过程相对繁琐，检测时间长，重要的是对其试件进行了破坏，不能再次使用，不能满足持续利用的需求。无损检验是指采取适当的测量手段，在不破坏被测体的原有产品的形状、物理、化学、力学等使用性能的前提下，对其性能指标进行快速、有效的检测和评价，测量时间短，优势突出。无损检验的国内外发展历史是对我国的弹性模量检验具有重要的作用，现将国内外检验发展历程归纳总结如下：
一、国外无损检验发展历史
早在20世纪50、60年代，一些美国、日本、加拿大、德国等发达国家木材工业发展迅速，便开展了无损检测技术和方法研究和探索。
1、美国：20世纪60年代，美国Wisconsin州举办的第一届木材无损检测研讨会，拉开了北美木材无损检验研究的序幕。振动无损技术主要是通过测量木材的振动特性来判定木材的力学性质。通过敲击端部，记录振动频率来检测强度，建立振动与弹性模量、抗压强度的关系，但存在相关因素的影响。20世纪70年代末期，超声波技术应用得到发展，80年代中叶应用到木材检测中。超声波一端的声波进入到检测体，通过穿透、衰减、反射等过程，在另一端由传感器接收，并进行处理，获得材料的力学性能。但该检测方法受到含水率、木材生长轮角度、纹理方向、节子等影响，还需进一步研究。目前，美国Metriguard公司生产的机械应力分等（MSR）设备是机械应力分等检测方法的代表设备，设备通过上下两个方向加工板材，使其弯曲变形，同时测定变形力，快速计算出板材的弯曲弹性模量。这种技术国内外均广泛应用，做到了无损快速检测。
2、日本：20世纪60年代初，日本梶田茂[1]等研究了动态杨氏模量和含水率之间的关系，使用反射式光弹性测定器对干燥程度不同的木材进行弹性方面的测试研究；20世纪80年代后叶，日本农学博士Sobue.N[2]用发泡塑料片弹性支撑被测木材中部，通过打击试件一处激起弯曲和扭转的复合震动，另一端的微音器检测振动，通过计算机处理采集到的2个信号，并区分弯曲振动和扭曲振动信号，输入FFT分析仪器，确定弹性模量E和剪切弹性模量G。1990年，日本学者小玉泰义[3]对日本的柳杉和扁柏原木进行了声速测定杨氏模量的研究。20世纪60-70年代，片冈明雄、小野晃明[4]、外崎真理雄[5]、北原龙上[6]等就共阵法、衰减法进行了实验和比对，方法之间具有等价性，对进一步推广和应用这些检测犯法的木材力学研究有着重要的意义。21世纪，激光测量技术作为一种更快捷准确的方法，在日本国家被应用到木材拉伸变形测试中，原理是通过由激光测距仪、数据采集器和计算机处理系统组成的激光测距系统，准确测量拉伸比例，得到可靠的抗压弹性模量试验结果。
3、其他国家：国外专家Francisco Arriaga和Miguel Esteban[7]-[8]采用应力波检测法对横梁的弹性模量进行了检验，该做法操作简单，是无损检测方法。目前德国已将超声波、射线等无损检测技术应用到木材的无损检测上来。
二、国内无损检验发展历史
我國近几十年才开始着手进行木材弹性参数的研究，随着科技的发展，我国的弹性模量研究成果逐渐增多。1983年李维桔[9]利用电测应变法对六种试件的弹性模量参数进行测试；1988年吴又可、封维忠[10]又通过运用逐点分析光测法对红松和IA-69杨的顺纹抗压弹性模量值进行测量；1989年，史伯章[11]等采用共振法和声速法对杉木、椴木等五种试件进行测定；2006年，嵇伟兵[12]等人通过超声波测试仪器对板材的弹性模量进行了无损检测，并与万能材料试验机测试的静曲弹性模量进行了比对和分析，证明有些差异，但是存在着显著的关系；2007年，段新芳、王平[13]等人使用应力波测定仪Fakopp对5种木材构件的弹性模量进行了检测，结果表明，应力波无损检测能够测定残余木构件的力学强度，并且不同品类的木构件弹性模量的保持率与其承重力作用的大小息息相关。2009年，赵荣军[14]利用近红外光谱分析技术，对弹性模量进行了研究；2012年张帆[15]等用电测法对花梨木、鸡翅木等五种家具的木材弹性进行了检测；2013年徐卓采等人采用杠杆式引伸仪法、静态弯曲法等常用的试验方法，进行检验。
综上所述，木材的弹性模量是测量木材变形的一个物理量值，是木材刚性的一个重要指标。笔者认为在总结上述中外成果的基础上，今后要做好科研工作，学科交叉与交流，进一步立足现有成果，提高检验能力，不断积累检验数据，提升无损检验的科学性。
参考文献：
[1]梶田茂，山田正等，木材乾燥测定法
[2]Sobue.N.Simultancous determination Yong’s modulus and shear modulus of structural lumber by complex vibrations of bending and twisting .Mokuzai Gakkaaishi [3]小玉泰义.音速断面形状系数推定方法
[4] 片冈明雄、小野晃明，1975，木材实验片の振动およ动力学的性质と实验条件の关系（第1报），木材学会志，N2.10，P.543.
[5]外崎真理雄等，1983，纵振动よ振动特性，木材学会志N8，P.436
[6]北原龙上等，11975，木材の力学的衰减温度の影响，木材学会志 N7，P.410
[7]Francisco Arraga，Guillermo Lniguez，MIGUEL Esteban And Ignacio Bobdilla.proposal of methodology for the assessment of existing timber structures in spain.[c].16th international symposium on nondestructive testing and evaluation of wood.2009（10）：145-150
[8]Miguel Estcban.Lgnacio Bobdilla.Francisco Arriaga.Guillermo Iniguez and Hugo Carcia-Ndt Applied to Estimate the Mechanicial Properties of the Timber of an Ancient Structure In Calsain Segocia（Spain）[C] 16th international symposium on nondestructive testing and evaluation of wood，2009（10）：152-156
[9]李維桔.木材弹性及木材干燥应力
[10]吴又可、封维忠.激光散斑干涉法测木材的弹性模量
[11]史伯章、阮锡根、吴达期。几种测量木材弹性模量年级内耗的方法比较。
[12]嵇伟兵、马灵飞 利用超声波检测杉木抗弯弹性模量[J]浙江林业科技，2006（5）：21-23
[13]段新芳，王平，周冠武等，应力波技术检测古建筑木构件残余弹性模量的初步研究[J]西北林学院学报，2007，22（1）：112-114
[14]赵荣军、霍小梅、张黎。利用近红外光谱技术预测粗皮桉木材弹性模量
[15]张帆，李黎，张立，徐卓.五种家具常用木材弹性常数及力学性能参数的测定
关键词：木材；弹性模量；检测；发展
木材作为绿色环保材料，广泛应用于到各个领域，小到牙签、筷子，大到家具及室内装修，木材具有隔音、隔热、舒适的触觉和视觉效果等优点，木材的弹性模量表示材料刚度的性能指标，材料受力后线性应变范围内的应力和应变之间的关系。木材弹性参数是反映木材弹性变形、判断木材质量的指标，代表了木材力学性能的综合情况，也是木结构设计和木质复合材料设计的重要参数。随着现代科学技术的发展，测量木材弹性模量的方法越来越多，手段也越来越先进。
目前开展弹性模量检验是分为传统的有损性检验和无损检验。传统的有损性检验为静态弯曲法，原理是通过力学试验机对标准力学试件进行弯曲试验来完成，并形成了标准，但过程相对繁琐，检测时间长，重要的是对其试件进行了破坏，不能再次使用，不能满足持续利用的需求。无损检验是指采取适当的测量手段，在不破坏被测体的原有产品的形状、物理、化学、力学等使用性能的前提下，对其性能指标进行快速、有效的检测和评价，测量时间短，优势突出。无损检验的国内外发展历史是对我国的弹性模量检验具有重要的作用，现将国内外检验发展历程归纳总结如下：
一、国外无损检验发展历史
早在20世纪50、60年代，一些美国、日本、加拿大、德国等发达国家木材工业发展迅速，便开展了无损检测技术和方法研究和探索。
1、美国：20世纪60年代，美国Wisconsin州举办的第一届木材无损检测研讨会，拉开了北美木材无损检验研究的序幕。振动无损技术主要是通过测量木材的振动特性来判定木材的力学性质。通过敲击端部，记录振动频率来检测强度，建立振动与弹性模量、抗压强度的关系，但存在相关因素的影响。20世纪70年代末期，超声波技术应用得到发展，80年代中叶应用到木材检测中。超声波一端的声波进入到检测体，通过穿透、衰减、反射等过程，在另一端由传感器接收，并进行处理，获得材料的力学性能。但该检测方法受到含水率、木材生长轮角度、纹理方向、节子等影响，还需进一步研究。目前，美国Metriguard公司生产的机械应力分等（MSR）设备是机械应力分等检测方法的代表设备，设备通过上下两个方向加工板材，使其弯曲变形，同时测定变形力，快速计算出板材的弯曲弹性模量。这种技术国内外均广泛应用，做到了无损快速检测。
2、日本：20世纪60年代初，日本梶田茂[1]等研究了动态杨氏模量和含水率之间的关系，使用反射式光弹性测定器对干燥程度不同的木材进行弹性方面的测试研究；20世纪80年代后叶，日本农学博士Sobue.N[2]用发泡塑料片弹性支撑被测木材中部，通过打击试件一处激起弯曲和扭转的复合震动，另一端的微音器检测振动，通过计算机处理采集到的2个信号，并区分弯曲振动和扭曲振动信号，输入FFT分析仪器，确定弹性模量E和剪切弹性模量G。1990年，日本学者小玉泰义[3]对日本的柳杉和扁柏原木进行了声速测定杨氏模量的研究。20世纪60-70年代，片冈明雄、小野晃明[4]、外崎真理雄[5]、北原龙上[6]等就共阵法、衰减法进行了实验和比对，方法之间具有等价性，对进一步推广和应用这些检测犯法的木材力学研究有着重要的意义。21世纪，激光测量技术作为一种更快捷准确的方法，在日本国家被应用到木材拉伸变形测试中，原理是通过由激光测距仪、数据采集器和计算机处理系统组成的激光测距系统，准确测量拉伸比例，得到可靠的抗压弹性模量试验结果。
3、其他国家：国外专家Francisco Arriaga和Miguel Esteban[7]-[8]采用应力波检测法对横梁的弹性模量进行了检验，该做法操作简单，是无损检测方法。目前德国已将超声波、射线等无损检测技术应用到木材的无损检测上来。
二、国内无损检验发展历史
我國近几十年才开始着手进行木材弹性参数的研究，随着科技的发展，我国的弹性模量研究成果逐渐增多。1983年李维桔[9]利用电测应变法对六种试件的弹性模量参数进行测试；1988年吴又可、封维忠[10]又通过运用逐点分析光测法对红松和IA-69杨的顺纹抗压弹性模量值进行测量；1989年，史伯章[11]等采用共振法和声速法对杉木、椴木等五种试件进行测定；2006年，嵇伟兵[12]等人通过超声波测试仪器对板材的弹性模量进行了无损检测，并与万能材料试验机测试的静曲弹性模量进行了比对和分析，证明有些差异，但是存在着显著的关系；2007年，段新芳、王平[13]等人使用应力波测定仪Fakopp对5种木材构件的弹性模量进行了检测，结果表明，应力波无损检测能够测定残余木构件的力学强度，并且不同品类的木构件弹性模量的保持率与其承重力作用的大小息息相关。2009年，赵荣军[14]利用近红外光谱分析技术，对弹性模量进行了研究；2012年张帆[15]等用电测法对花梨木、鸡翅木等五种家具的木材弹性进行了检测；2013年徐卓采等人采用杠杆式引伸仪法、静态弯曲法等常用的试验方法，进行检验。
综上所述，木材的弹性模量是测量木材变形的一个物理量值，是木材刚性的一个重要指标。笔者认为在总结上述中外成果的基础上，今后要做好科研工作，学科交叉与交流，进一步立足现有成果，提高检验能力，不断积累检验数据，提升无损检验的科学性。
参考文献：
[1]梶田茂，山田正等，木材乾燥测定法
[2]Sobue.N.Simultancous determination Yong’s modulus and shear modulus of structural lumber by complex vibrations of bending and twisting .Mokuzai Gakkaaishi [3]小玉泰义.音速断面形状系数推定方法
[4] 片冈明雄、小野晃明，1975，木材实验片の振动およ动力学的性质と实验条件の关系（第1报），木材学会志，N2.10，P.543.
[5]外崎真理雄等，1983，纵振动よ振动特性，木材学会志N8，P.436
[6]北原龙上等，11975，木材の力学的衰减温度の影响，木材学会志 N7，P.410
[7]Francisco Arraga，Guillermo Lniguez，MIGUEL Esteban And Ignacio Bobdilla.proposal of methodology for the assessment of existing timber structures in spain.[c].16th international symposium on nondestructive testing and evaluation of wood.2009（10）：145-150
[8]Miguel Estcban.Lgnacio Bobdilla.Francisco Arriaga.Guillermo Iniguez and Hugo Carcia-Ndt Applied to Estimate the Mechanicial Properties of the Timber of an Ancient Structure In Calsain Segocia（Spain）[C] 16th international symposium on nondestructive testing and evaluation of wood，2009（10）：152-156
[9]李維桔.木材弹性及木材干燥应力
[10]吴又可、封维忠.激光散斑干涉法测木材的弹性模量
[11]史伯章、阮锡根、吴达期。几种测量木材弹性模量年级内耗的方法比较。
[12]嵇伟兵、马灵飞 利用超声波检测杉木抗弯弹性模量[J]浙江林业科技，2006（5）：21-23
[13]段新芳，王平，周冠武等，应力波技术检测古建筑木构件残余弹性模量的初步研究[J]西北林学院学报，2007，22（1）：112-114
[14]赵荣军、霍小梅、张黎。利用近红外光谱技术预测粗皮桉木材弹性模量
[15]张帆，李黎，张立，徐卓.五种家具常用木材弹性常数及力学性能参数的测定