基于超声波波速的竹质试件材料性能检测

周年强 张筱磊 陶健雄 孙卫冰 虞喆彦 李欣璐

（南京林业大学， 江苏 南京 210037）

竹帘胶合板是将竹剖成厚1～2 mm、宽10～15 mm左右的竹篾，用细棉线、麻线或尼龙线将其连成竹帘，经干燥、涂胶或浸胶，以纵横交错的竹帘组坯，通过浸胶热压而成的结构材料。由于竹帘胶合板的结构特点， 其作为建筑结构材料可应用于楼、地面及墙体结构材料。

通过超声波波速的检测来了解试件的物理性能，包括强度、弹模、缺陷等，是一种成熟和简易的技术，但尚未有研究报道此类研究用于竹材料的检测。为了充分了解竹质试件的物理性能与超声波波速的对应关系，对其展开相关试验研究，为工程应用做理论指导。

1 材料与方法

1.1 材料设计与分组

材料选择市场上常见的竹帘胶合板，通过机床加工，按照竹篾分布方向、试件高度等分成3组共计30根试件，主要考虑试件的高度和竹篾的方向的不同进行分组。详细信息如表1所示。

表 1 试件详细信息

1.2 试验方法

（1）使用电子天平对试件进行称量，并记录汇总；

（2）使用超声波仪器，通过对测法进行试件的波速测量，并记录汇总，其中波速取沿试件一个纵向和2个横向方向，共3个波速值。

1.3 试验仪器

称量仪器为赛多利斯品牌的高精度电子天平，精度超过0.1g，完全满足本次测量需要。

超声波检测采用的是瑞士的 Pundit Lab+超声波检测仪，其性能稳定，测试精度高，使用方便，具有自动测量和记录等功能。

2 结果与分析

试验数据汇总见表2。

表2 -1 A组数据

表2 -2 B组数据

表2 -3 C组数据

根据数据，从重量上看，离散系数很小各组之间，最大的为0.034，最小的仅0.011，说明采用现代加工工艺生产出来的竹帘胶合板的材料性质比较均一，可以断定各组份之间（竹青和竹簧等）进行了合理的组合和搭配。从波速上看，1）与竹篾分布方向，即沿着竹篾方向的超声波波速较高，大约是垂直竹篾方向的接近两倍的数值，说明这个方向强度较高；2）垂直竹篾有连个方向，这两个方向的强度基本差不多但也有差距，总的来说竹篾截面长边为侧面的的波速较低，短边较高；3）各组的各项波速反应基本一致，其离散系数较小，说明其力学性能与质量一样比较均一。

3 结论

通过对3组共30个竹质试件进行称重及超声波测试，得到了试件的质量和各波速值。经过初步分析得出，经过现代加工技术生产出来的竹帘胶合板材具有材质均一，性能稳定的特点，本次测试的结果为后续进行强度的测试提供了初步对比数据和支撑。