ارزيابي غيرمخرب تأثير رطوبت و دما بر خواص الاستيك چوب راش با استفاده از آزمون ارتعاش خمشي

Nondestructive evaluation of the effects of moisture content and temperature on the elastic properties of beech wood using flexural vibration test

در اين تحقيق 10 نمونه چوب راش (‏Fagus orientalis L‏) با ابعاد 360×16×16 سانتي متر (طولي×شعاعي×مماسي) ‏بدون عيب ظاهري انتخاب و پس از قرار گرفتن در شرايط دمايي (60، 80، 100، 120، 140، 160و 180 درجه سانتي گراد) و ‏رطوبتي متفاوت شامل رطوبت در حالت اشباع از آب (رطوبت تعادل: 5±35 درصد)، رطوبت تعادل در مجاورت هوا (رطوبت ‏تعادل: 5±19 درصد) و رطوبت مشروط سازي شده در اتاق كليماتيزه (رطوبت تعادل: 2±12 درصد) مورد آزمون ارتعاش خمشي ‏آزاد در دو صفحه ي طولي-مماسي و طولي-شعاعي قرار گرفتند. برخي از ويژگي هاي فيزيكي، مكانيكي و آكوستيكي در هر دو ‏صفحه مورد بررسي و مقايسه قرار گرفتند. نتايج نشان داد كه ضريب همبستگي سه مد اول ارتعاش خمشي در شرايط كليماتيزه در ‏هر دو صفحه شرايطي مشابه را داشت اما در زمان غوطه ور در آب در دو صفحه رفتاري متمايز و مخالف را نشان دادند. اثر ‏افزايش دماي بالاي 100 درجه باعث ايجاد تنش هاي هم كشيدگي شده كه اين امر منجر به گسترش ترك هاي ريز و كاهش مدول ‏الاستيسيته ديواره سلولي شده و در نهايت منجر به كاهش قابليت چوب در انتشارموج شده كه به تبع آن باعث افزايش مقادير ‏ميرايي ارتعاش در صفحات ارتعاشي طولي-شعاعي و طولي-مماسي نمونه هاي آزموني گرديد. همچنين تغييرات همزمان مدول الاستيسيته و ميرايي ارتعاش در هر دو ‏صفحه ارتعاشي مي تواند گزينه اي بسيار مطلوب جهت كنترل فرآيند از ابتداي استحصال چوب تا قرار گرفتن در پروسه هايي مثل ‏چوب خشك كني و تيمارهاي گرمايي باشد. ‏

In this study, 10 samples of beech wood, without apparent defects, and the dimensions of 360 × 16 × 16 cm (length × radial × tangential) were selected, and exposed to variable temperatures (60, 80, 100, 120, 140, 160, and 180°C) and moisture (moisture content at: saturated with water (EMC=65±5%), equilibrium moisture content exposed to air (EMC=19±5%), and conditioning moisture content in controlled climatic chamber (EMC=12±2%). All samples after reaching the equilibrium, were tested under free flexural vibration in two longitudinal-tangential and longitudinal-radial planes, and some of the physical, mechanical, and acoustical properties in both planes were measured. The results showed that the correlation coefficient of the first three modes of flexural vibration in both planes of samples treated under climatic chamber had a similar behavior, but when the samples were treated in the water-saturated condition, they showed an adverse behavior in each plane. The effect of increasing the temperature above 100°C initiated stresses resulting from shrinkage leading to the development of micro-cracks in cell walls and reduction in the modulus of elasticity and ultimately reduction in wave propagation ability of wood. Thus, in the damping vibration values in both longitudinal-tangential and longitudinal-radial planes of the samples were increased. The concurrent changes in modulus of elasticity and damping vibration in both vibration planes are a desirable indicator for monitoring the process from the primary logging process stages to processes such as wood drying and heat treatment