木材声-超声技术是近年发展起来的一种声学无损检测新技术。其基本原理就是采用压电换能器在木材表面激发超声脉冲波,该脉冲波与木材内部的微结构相互作用,并经过界面的多次反射后,到达接收传感器,随后通过分析接收到的波形信号,提取反映木材声波传播效率的一个或多个参数,并与木材主要性质建立关系模型,以实现木材质量的有效预测。本文主要研究了含水率、温度等外界条件,以及纹理方向、节子等构造特征对兴安落叶松(Larix gmelini (Rupr.) Rupr.)木材声-超声参数的影响规律,建立了其物理、力学和解剖特征与声-超声参数之间的关系模型。本论文的主要研究结果如下:(1)研究了不同纹理方向(轴向、径向和弦向)兴安落叶松木材声-超声参数的差异和各向异性特点:轴向和横向(包括弦向和径向)的差异大于横向之间的差异。不同方向声-超声参数与密度的相关性也不同:在轴向和径向,波速与密度的相关性最高,以波速建立的预测密度的一元一次线性回归方程的决定系数(R~2)分别为0.86和0.84。在弦向,均方根电压与密度的相关性最高,以均方根电压建立的预测密度的一元一次线性回归方程的的决定系数R~2为0.46;以上升时间和均方根电压为自变量建立的预测密度的二元一次线性回归方程的相关性可以提高到R~2为0.66。(2)通过兴安落叶松无疵小试样4个含水率水平(6%,12%,24%,85%)和4个温度水平(-20℃,0℃,20℃,40℃)条件下声-超声参数的差异比较,表明含水率和温度对落叶松声-超声参数都有显著影响,含水率比温度对声-超声参数的影响大,特别是饱水材(MC>FSP)和冻结材(T=-20℃)与其它条件的声-超声参数差异大。在用声-超声技术研究木材的性质时,需要考虑试验过程中试样含水率和温度的影响。室温条件下兴安落叶松无疵小试样抗弯性质(包括抗弯弹性模量MOE和抗弯强度MOR)与声-超声参数之间的关系表明:以密度和部分声-超声参数为自变量的抗弯性质预测模型比以动态弹性模量为自变量的抗弯性质预测模型显著性高。对MOE,决定系数从R~2=0.72提高到R~2=0.79;对MOR,决定系数从R~2=0.63提高到R~2=0.80,说明在自变量中增加声-超声参数可以提高落叶松抗弯性质的预测能力。(3)比较了有节材和无节材的声-超声参数和抗弯性质的差异,结果表明:节子直径大小与声-超声参数的相关性在0.05水平不显著;无节材的峰值电压(A)和均方根电压(RMS)比有节材的高且在0.05水平差异显著,这为利用峰值电压和均方根电压等参数预测落兴安叶松木材的性质提供了依据。声-超声参数对预测兴安落叶松抗弯性质的影响表明:声-超声参数与弹性模量之间的相关性高于声-超声参数与抗弯强度之间的相关性,增加声-超声参数对弹性模量的预测能力提高得不显著,而对抗弯强度的预测能力提高得较显著。由于声超声技术在预测木材抗弯强度方面具有优势,在未来的生产实际中应考虑采用声-超声技术评估结构用木材抗弯强度,以提高结构材分等精度、促进木材安全和高效利用。(4)不同解剖特征和单个声-超声参数之间相关性存在差异:年轮宽度与所有声-超声参数的相关性在0.05水平都不显著,晚材率、管胞宽度与波速在0.05水平显著相关,管胞长度与波速和频率形心呈正相关,微纤丝角与波速、峰值电压和频率形心呈负相关,相关性都是在0.05水平显著。对年轮宽度,利用5个声-超声参数和密度为自变量建立的预测模型的R~2为0.30,在0.05水平有显著相关性。对晚材率、管胞长度和管胞宽度,在自变量中仅利用波速建立以上3种解剖特征预测模型就能够达到较好的效果。对微纤丝角,利用峰值电压、均方根电压和上升时间等3个声-超声参数和密度为自变量建立的微纤丝角线性预测模型的效果高于仅以波速为自变量建立的微纤丝角线性预测模型的效果,从R~2=0.46提高到R~2=0.63。本研究通过自行设计和加工声-超声检测夹具,构建了木材声-超声检测系统。利用该系统获得了多个有效的声-超声参数,建立了其与兴安落叶松木材性质的关系模型,并与用常规的超声波技术建立的模型进行比较,表明声-超声技术能够更有效地预测兴安落叶松木材的物理、力学和解剖性质。