木塑板材的無損檢測及可靠性分析.pdf

1、木塑板材作為木塑復(fù)合材料中的一種型材，廣泛地應(yīng)用在建筑、裝潢、交通運輸、園林等行業(yè)中。為了節(jié)約木材和石油資源，加強人們對該類產(chǎn)品的力學(xué)性能及使用安全性的了解，擴(kuò)展這種經(jīng)濟(jì)、環(huán)保且可回收利用的木塑板材的應(yīng)用領(lǐng)域，本文研究了多種規(guī)格聚乙烯基木纖維（或木粉）增強的木塑板材的力學(xué)性能的無損檢測、可靠性分析及預(yù)測，并分析了兩種木塑結(jié)構(gòu)體系的可靠性。
　　在木塑板材的無損檢測試驗中，分別是以新的和回收的高密度聚乙烯為基體木纖維增強的有無加強筋

2、的木塑板材、高密度聚乙烯為基體木粉增強的不同厚度和密度木塑板材為實驗材料。運用了縱波傳播、縱向共振和彎曲振動三種無損檢測方法及三點彎曲試驗方法，分別獲得上述各種木塑板材的動態(tài)和靜態(tài)彈性模量，并分別對各種試件的動態(tài)和靜態(tài)彈性模量進(jìn)行回歸分析。結(jié)果表明:它們的動態(tài)和靜態(tài)彈性模量分別具有較強的相關(guān)性，三種無損檢測方法均適合檢測上述各種木塑板材的動態(tài)彈性模量;新的和回收的高密度聚乙烯基木塑板材的動態(tài)和靜態(tài)彈性模量的均值幾乎相等，回收高密度聚乙烯

3、適合生產(chǎn)木塑板材;木塑板材的厚度或加強筋均能提高木塑板材的動態(tài)和靜態(tài)彈性模量，并且，其動態(tài)和靜態(tài)彈性模量之間的回歸曲線近似于同一直線;提高密度能夠改善木塑板材的力學(xué)性能，但動態(tài)和靜態(tài)彈性模量之間的回歸曲線呈非線性關(guān)系。
　　以三種高密度聚乙烯基木粉增強的木塑板材為試驗材料，通過三點彎曲試驗獲得相應(yīng)試件的最大彎曲力和靜曲強度，使用一次二階矩法、改進(jìn)一次二階矩法、蒙特卡羅法和驗算點展開有限元法分別計算各類木塑板材的可靠性。結(jié)果表明:四

4、種可靠性分析方法均適合評價木塑板材的可靠性;基于一次二階矩法不同密度木塑板材的可靠度分別為99.95％和98.46％;基于一次二階矩法不同厚度木塑板材的可靠度分別為99.916％和85.31％;基于改進(jìn)一次二階矩法木塑板材的可靠度為99.9767％;基于驗算點有限元法木塑板材的可靠度為98.461％;基于蒙特卡羅法木塑板材的可靠度為83.90％?；隍炈泓c展開隨機有限元法木塑板材的可靠度為98.461％。
　　在木塑懸臂梁結(jié)構(gòu)的可

5、靠性分析中，通過對任意j點和A點功能函數(shù)的相關(guān)性分析，得到兩個功能函數(shù)具有強的相關(guān)系，獲得影響木塑懸臂梁結(jié)構(gòu)可靠性的功能函數(shù)，運用一次二階矩法計算其可靠度，懸臂梁的可靠度為99.7882％。在單跨雙層木塑框架結(jié)構(gòu)的可靠性分析中，塑性鉸的個數(shù)為14個，利用失效樹分析法確定了8個主要失效機構(gòu)，建立8個機構(gòu)的功能函數(shù)，并計算各功能函數(shù)的可靠性指標(biāo)及失效概率，通過相關(guān)性分析確定該結(jié)構(gòu)體系失效的代表機構(gòu)，運用概率性網(wǎng)絡(luò)評價技術(shù)計算其失效概率，該單

6、跨雙層木塑框架結(jié)構(gòu)的可靠度為91.098％。
　　以兩種高密度聚乙烯為基體木粉增強的木塑板材為實驗材料，通過上述動態(tài)和靜態(tài)試驗方法分別獲得兩種試件的動態(tài)彈性模量最大彎曲力和靜曲強度。通過對第1組試件的動態(tài)彈性模量和最大最大彎曲力的回歸分析，獲得最大彎曲力的預(yù)測模型，并預(yù)測其它相同試件的最大彎曲力，運用一次二階矩法計算其可靠度。結(jié)果表明:預(yù)測最大彎曲力略大于檢測最大彎曲力，基于預(yù)測最大彎曲力的可靠度也略大于基于檢測最大彎曲力的可靠度

7、。通過對第1組試件的動態(tài)彈性模量和靜曲強度的回歸分析，獲得靜曲強度的預(yù)測模型，并預(yù)測其它相同試件的靜曲強度，運用改進(jìn)一次二階矩法計算其可靠度，結(jié)果表明:預(yù)測和檢測的靜曲強度幾乎相同，基于預(yù)測和檢測的靜曲強度的可靠度值也近似相等。
　　綜上所述，三種無損檢測方法均適合檢測相應(yīng)的木塑板材的動態(tài)彈性模量;四種可靠性分析方法均可用以評價木塑板材在實際應(yīng)用中的安全性能;通過建立動態(tài)和靜態(tài)力學(xué)性能之間的預(yù)測模型，其它相同木塑板材的可靠性可以通