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我国的森林资源和木材需求之间存在着巨大的结构性矛盾,而木材的利用率却又偏低。进行木材无损检测研究,是提高木材利用率的重要手段。在理论分析,有限元仿真求解的基础上。在室内,以大青杨树种为研究对象,采用网格测试法,利用电压直接测量法,分别测试健康圆盘、空洞圆盘和腐朽圆盘横截面的电势值,使用MATLAB和ArcGIS绘制等势线图、电流线图和电流密度图,分析空洞和腐朽缺陷对等势线分布的影响。通过等势线图叠加的方法,生成圆盘横截面内缺陷二维辨识图。在室外,将电阻层析成像技术与应力波技术进行了对比分析。得到以下主要结论: (1)解析法求解圆盘横截面的电势过程比较复杂,而静电场仿真和稳恒场仿真都能比较直观的显示出圆盘横截面等势线分布规律。同时,仿真发现,均匀介质电导率并不影响整个横截面等势线的分布规律;剖分程度、载荷位置和电极宽度则对横截面等势线分布影响比较显著;两种不同介质下的横截面等势线分布明显较单一介质发生变化。 (2)频率对电势测量结果的影响比较大,超过20MHz后检测数据就不太稳定;而波形、电压大小、电源类型和零电势参考点对测量结果并无直接影响;布置间距对测量结果影响显著,间距越大,电势在场内分布的均匀性越好,间距越小,电势在场内分布的均匀性越差,等势线在激励电极附近越密集,而在激励电极对侧越稀疏,不利于电势差的观测。 (3)相邻激励模式下,健康木材圆盘的等势线并非平行分布,而是由两个激励电极出发,以类似包裹状将激励电极层层围住的屈曲分布。一高一低分别扩散出去,在中轴线位置停止,呈现出一种近似的对称分布。相对激励模式下,健康圆盘的等势线由两个激励电极出发呈波纹形变化,同样终止于中轴线,关于中轴线近似对称。 (4)空洞使整个圆盘横截面的电势发生变化,对称轴高电势一侧电势增大,对称轴低电势一侧电势减小,等势线朝着中轴线靠拢,激励电极附近的等势线间距变大,激励电极对侧的等势线间距减小。空洞直径与等势线的变化程度呈正相关。空洞位置对等势线分布的影响也比较显著。腐朽同样对整个横截面电势产生影响,对称轴高电势一侧电势减小,低电势一侧电势增大,等势线朝着两个激励电极聚拢,激励电极附近的等势线间距减小,激励电极对侧的等势线间距增大,甚至很少有等势线再穿过激励电极对侧。通过叠加不同激励方向下的等势线图,能够确定空洞和腐朽缺陷的位置与轮廓。 (5)对比ERT和SWT两种检测技术发现,应力波波速受空洞和腐朽影响都是减小,而电阻受空洞影响增大、受腐朽影响减小,所以ERT在空洞和腐朽的辨识上要优于SWT技术,但是ERT因为软场效应,在检测的精确度上SWT更具有优势,联立两种技术可以辨别出缺陷类型还可以估计出缺陷面积。