柳旭 周建宏 鄭志恒

摘 ? 要：木地板作為重要的裝修材料，越來越多的走進人們的日常生活和工作的場景當中，但由于木地板本身的結(jié)構(gòu)特質(zhì)，使用過程中會發(fā)生開裂變形等局部問題，會導(dǎo)致對于使用者的安全造成威脅。所以對于木地板的結(jié)構(gòu)健康檢測十分重要。傳統(tǒng)的檢測方法存在一定的局限性，檢測過程會對材質(zhì)產(chǎn)生不同程度的破壞。通過木地板的動力特性，可以在不損傷材質(zhì)的情況下，對木地板的安全現(xiàn)狀進行測試，以達到排除隱患的目的。

關(guān)鍵詞：木地板損傷檢測 ?動力特性

中圖分類號：TU564.6 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）02（c）-0038-02

木地板使用過程當中一定會發(fā)生一定程度的損傷，而這種損傷會對整個木地板的使用安全造成危害，我們需要對木地板的實際狀況進行測試。傳統(tǒng)的測試方法會對木地板本身造成傷害，本文基于動力特性將木地板整個結(jié)構(gòu)假設(shè)為一個簡易的支梁系統(tǒng)，利用量在不同振動方程發(fā)出發(fā)，包括引入損傷系數(shù)矩陣，利用結(jié)構(gòu)損傷前后的固有頻率和未受損傷的結(jié)構(gòu)頻率計算，其影響數(shù)值來判定其損傷。

1 ?傳統(tǒng)檢測方法

1.1 傳統(tǒng)檢測法的介紹

由于木地板在使用過程當中一定會發(fā)生一定程度的形變，所以我們可以通過其物理性狀的變化進行其，損傷的初步判斷和常用的傳統(tǒng)判斷方法有以下兩種。

1.1.1 測量法

任何物品在使用過程當中，如果發(fā)生了損壞，必然就會發(fā)生形變著，利用這個原理，我們可以通過對于木地板在使用初期測量的量和使用過程中的測量對其的損傷情況作出一個初步的判定，通過測量，木地板在使用過程中長寬高以及不同取樣點之間的形變直，我們可以對于發(fā)生問題的木地板進行判定。

1.1.2 取樣法

由于測量法只能作出大概的損傷狀況的判定，對于存在隱患的木地板不能進行直接的判定，我們可以使用取樣法來對于可能存在問題的木地板進行檢測，具體做法就是從所有的木地板中抽樣選取一塊出來，進行外觀上面的觀察，對于其整個的形狀進行測量，然后確定是否已經(jīng)發(fā)生了小幅度的形變，我發(fā)現(xiàn)此樣品已經(jīng)發(fā)生了形變，可以對其進行切片，檢測其切面變化，一般正常的木地板的紋理應(yīng)該是一種符合于木頭本身的紋理發(fā)展方向，而如果出現(xiàn)問題的木地板，其結(jié)構(gòu)上面會出現(xiàn)漏洞或者，紋理錯位的情況，由此可以判定此木地板已經(jīng)發(fā)生了嚴重的問題，需要及時更換。

1.2 傳統(tǒng)檢測方法的弊端

對于已經(jīng)使用的木地板傳統(tǒng)一般來說使用的是測量或者將部分木地板拿出來取樣的方法來測定其是否已經(jīng)存在與損傷。這兩種方法都存在著自己的弊端，首先測量法只能對表面進行測量，對于木地板內(nèi)部的損傷情況并不能有直觀的觀察，我木地板已經(jīng)變形到可以通過測量其高度和寬度來確定其變形程度時，已經(jīng)就存在著安全隱患了。而取樣法將一塊單獨的木地板貼出來進行切面測試，看是否其中也存在著裂縫和變形的問題，這樣一來就破壞了原來的木地板結(jié)構(gòu)，而且取樣的樣本選擇不正確，也會導(dǎo)致整個測試的結(jié)果產(chǎn)生偏差，我對整個建筑物內(nèi)的木地板具體使用狀況進行測試。

2 ?動力特性測試的原理

任何物體都有自己的結(jié)構(gòu)特性，而這種結(jié)構(gòu)特性會在受到外力影響時產(chǎn)生固定頻率的位移和為一套陣型，位移模態(tài)振型應(yīng)變模態(tài)陣型以及陣形曲面的變化，第一不同密度材質(zhì)纖維方向不同，外地的信號做出不同的反應(yīng)原因，我們將整個木地板設(shè)置成為一個簡單的梁化結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)發(fā)生損傷時，其剛度和質(zhì)量均會發(fā)生變化，這個時候我們可以對比著木地板的固有振動頻率，通過對于不同頻率化的觀察以確定其內(nèi)部造成的損傷情況。

3 ?木地板測試中動力參數(shù)的選擇

由于木地板結(jié)構(gòu)損傷識別是其結(jié)構(gòu)健康檢測的核心，對其損傷結(jié)構(gòu)程度定義又是木地板損傷結(jié)構(gòu)檢測系統(tǒng)地關(guān)鍵，所以基于動力特性的結(jié)構(gòu)損傷，檢測參數(shù)應(yīng)該選擇一個可測一測，對結(jié)構(gòu)敏感的參數(shù)，用于對于商城識別的物理量可以進行全局量，但用于損傷定位的目標又必須是局域的滿足，局部損傷和位置定位函數(shù)是兩條基本要求。通過已有的實驗結(jié)果表明，對于木地板結(jié)構(gòu)的振動特性，研究發(fā)現(xiàn)，振動測試簡單易行，但是獲得的信號強度不強，受迫于震動能夠發(fā)出連續(xù)劇好，但不能直接獲得主力數(shù)據(jù)特點。你應(yīng)該先對木地板的原有固定成頻率做一個識別。

當木地板結(jié)構(gòu)發(fā)生損傷時，其剛度和質(zhì)量均會發(fā)生變化，基于固定頻率的變化進行損傷測試時，可以忽略結(jié)構(gòu)質(zhì)量的變化，而考慮損傷造成的結(jié)構(gòu)剛度的降低，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)固有頻率的降低，因此可以比較前后頻率來識別損傷結(jié)果。這樣測試可以帶來優(yōu)點也帶來了缺點。一方面基于固定頻率變化的損傷測試，在模擬數(shù)字中最容易被策得，而且也較高的精度，用固定頻率改變量做判定指標，相對應(yīng)的振型也更加精準，另一方面將固定頻率作為指標在了以下確定結(jié)構(gòu)個階段頻率對于所處的損傷敏感度不同作為結(jié)構(gòu)廣義剛度和廣義頻率反映的是結(jié)構(gòu)整體的動態(tài)特征，難以反映結(jié)構(gòu)局部的損傷，因此用單一而不完整的頻率很難測出損傷的位置和程度信息，由于高階頻率對低價頻率較損傷敏感，而復(fù)雜結(jié)構(gòu)的高階頻率難以測試，導(dǎo)致?lián)p傷難以準確識別，不同位置不同程度損傷可以引起不同頻率變化，從而不能確定損傷的位置。

在實際的木地板健康檢測中，固有頻率最容易測得且精度較高的模態(tài)參數(shù)。為了克服頻率不能作為局部損傷指標進行損傷定位及程度判別的不足，將木地板結(jié)構(gòu)簡化為簡支梁，從梁的受迫振動方程出發(fā)，利用振型疊加法計算簡直梁在簡諧激勵下的響應(yīng) 。將梁的局部損傷模擬為單元剛度的降低 ，通過引入損傷系數(shù)矩陣，利用結(jié)構(gòu)損傷前后的固有頻率變化和未損傷結(jié)構(gòu)的振型數(shù)直接計算剛度影響系數(shù)矩陣，進行傷定位與損傷程度的定量判別。對木地板結(jié)構(gòu)的單位置和多位置局部損傷進行識別，數(shù)值模擬表明，本研究方法能夠有效地識別出木地板的局部損傷。

在實測過程當中發(fā)現(xiàn)，不同損傷狀態(tài)的木地板在整體上面會反映出不同的頻率振動，然后利用干涉原理，你通過不同，位置進行振動測試，確定其具體損壞位置，損壞情況。

4 ?實際測試的使用效果

為那測試理論是否成立，我們對1棟古建筑的木地板結(jié)構(gòu)進行了實際測試。由于實際在測量過程當中，發(fā)現(xiàn)基本上來說理論推導(dǎo)通過的結(jié)果和實際測量出來的結(jié)果比較相似，但會遇到噪聲對于損傷結(jié)果識別的影響，我們所處的環(huán)境并不非理論上物理存在的絕對靜止的環(huán)境，環(huán)境周圍可能會遇到各種各樣的噪聲和振動，影響實際測試的結(jié)果，但是對比實驗結(jié)果和理論計算的結(jié)果，只發(fā)現(xiàn)正常情況下，如果沒有特殊的外在噪聲的破壞，及測量出來的實際結(jié)果和理論推導(dǎo)的結(jié)果還是比較相似的，整體的誤差在可以接受的范圍之內(nèi)。

5 ?結(jié)語

通過理論推導(dǎo)和實際測量結(jié)果表明，基于結(jié)構(gòu)損傷后的固有頻率變化和未損傷頻率結(jié)構(gòu)陣型，數(shù)據(jù)的測量方法，對梁部結(jié)構(gòu)直接識別?；蛟诶碚撋峡焖俚卣业骄唧w的損傷位置及損傷情況，具有較高得識別精度，而從實際的測量結(jié)果來說，與預(yù)測的數(shù)值偏差值在可接受范圍之內(nèi)，相對于傳統(tǒng)的測量方法和取樣法，擁有較高的精度的同時，也不會破壞原有樣本的現(xiàn)狀，作為一種新型的檢測方法，可以推廣到相關(guān)建筑物的實際使用過程當中，對于一些比較古老的建筑物，需要精度的確認其狀況而用不能采取破壞性測量時有著較高的適用性。

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