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为了深入分析超声波在木材中的传播规律,丰富和发展超声波在原木及板材中传播时的传播理论,为应用超声波进行木材物理性质检测及缺陷判定等提供相关理论依据和科学指导,进而高效、便捷地定量检测原木内部缺陷,本文首先在理论上推导了超声波在木材中传播时的应力、应变、速度和位移方程,探讨了超声波在无缺陷木材内部传播时的传播轨迹,提出了超声波传播场的概念。然后分别以直径38cm,厚度10cm的枫桦原木段和长34cm,宽28cm,厚7cm杨木板材径切面作为试验材料,应用RSM-SY5非金属超声波检测仪进行测试,并基于网格点测试方法和MATLAB软件编制程序,模拟了超声波在原木及板材内部传播时的传播轨迹,对超声波传播场加以验证。之后分别探讨了不同大小的空洞缺陷对原木横截面及板材径切面内超声波传播场的影响。最后,通过MATLAB软件编程使空洞缺陷存在时多个方向的传播场图叠加,对空洞缺陷进行定量检测。研究结果表明：超声波在无缺陷木材中是以传播场的形式进行传播的。其中,在原木横截面内沿径向的传播速度较快,沿弦向的传播速度较慢。其传播场曲线大致是呈以x=0(超声波发射方向)为轴线对称分布。在板材径切面内传播时,沿顺纹方向的传播场曲线形状比较尖锐狭长,而沿横纹方向传播场曲线则更加扁平圆滑。超声波在板材内传播时沿顺纹方向的传播速度约是横纹方向的1.8倍。空洞缺陷对超声波在木材中传播场的影响较显著。在原木横截面内,随着空洞缺陷直径的逐渐增加,对于经过缺陷的传播场,曲线呈向内收缩的趋势；对于经过缺陷之后的传播场,曲线呈两端高、中间低的形状,整体看来,缺陷使传播场出现了一定的“滞后”现象。在板材径切面内的顺纹方向,空洞的后方会出现两个类似“旋涡”的圆形区域；在横纹方向,经过缺陷的传播场曲线有向发射点方向收缩的趋势,且缺陷正后方较远处的曲线出现弯向发射点反向的弧形。应用超声波传播场图叠加的方法可以对木材内部缺陷进行定量检测。其中,对原木横截面内空洞缺陷直径分别为4cm,8cm,12cm,16cm和20cm时的检测准确率分别为83.2%,84.8%,94.0%,95.8%和96.2%。对板材内空洞缺陷面积分别为64cm2,128cm2和192cm2时的检测准确率为88.9%,89.4%和92.6%。应用超声波传播场图叠加的方法不仅可以判定原木内部缺陷的大小和位置,还可以对缺陷的形状加以辨识。