Application of Acoustic Tomography and Ultrasonic Waves to Estimate Stiffness Constants of Muiracatiara Brazilian Wood

Alves, Rejane Costa; Bremer, Cynara Fiedler; Carrasco, Edgar Vladimiro Mantilla

doi:10.15376/biores.10.1.1845-1856

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“…O coeficiente da Equação 5 indica a diferença entre E x Ed, neste caso o Ed é 5,81% maior do que E. Os autores [3,4,5,27] indicam que esta diferença para apenas uma espécie de madeira varia entre 5% e 10%. No caso em estudo a diferença de 5,81% é para as 29 espécies de madeira.…”

Section: Resultsunclassified

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Avaliação das características mecânicas da madeira por meio de excitação por impulso

2018

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RESUMO O objetivo deste trabalho é determinar as características mecânicas: módulo de elasticidade, resistência à compressão, resistência à tração paralelo à grã e resistência ao cisalhamento, de 29 espécies de madeiras brasileiras por meio de ensaios não destrutivos. Foram usados 29 corpos de prova de 29 espécies de madeiras. Os corpos de prova foram preparados cuidadosamente de maneira que estejam isentos de defeitos. O aparelho utilizado foi o Sonelastic. Ele serve para realizar ensaios não destrutivo utilizando ondas acústicas provocadas por impacto. Por meio de um software, que analisa a onda acústica, é determinado o modulo de elasticidade dinâmico e o modulo de deformação transversal dinâmico. Utilizando os valores das características mecânicas, das 29 espécies de madeiras, fornecidas pela norma NBR 7190 e pelo IPT, foi realizado uma análise de regressão entre as características mecânicas e o módulo de elasticidade dinâmico. Conclui-se que o uso da técnica de excitação por impulso, para estimativa do módulo de elasticidade, apresenta uma alta correlação entre as variáveis estudadas (R2 = 97,54%). O módulo de elasticidade dinâmico é em média 5,81% maior do que o módulo de elasticidade estático. Para estimativa da resistência à compressão é uma alternativa promissora. O nível de significância é bom, com coeficiente de determinação de R2 = 74,53%. Já a estimativa da resistência à tração e ao cisalhamento poderiam levar a valores não muito confiáveis.

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Section: Resultsunclassified

“…Estas aplicações são possíveis devido à sensibilidade destas propriedades à presença de descontinuidades, defeitos, rachaduras, nós, microestrutura e composição química [3]. Os ensaios não destrutivos utilizando principalmente ondas ultrassônicas já são utilizados para determinar os módulos elásticos da madeira [4,5,6].…”

unclassified

Avaliação das características mecânicas da madeira por meio de excitação por impulso

2018

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“…Yan et al [16] detect discontinuities of non-metallic elements by applying the proposed algorithm on a wooden element. The internal discontinuities were also detected by Alves et al [17]. Colla [18] described the ultrasonic tomography results and juxtaposed them with destructive tests.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 76%

Using the Ultrasonic Tomography Method to Study the Condition of Wooden Beams from Historical Building

Zielińska¹,

Rucka²

2021

12th International Conference on Structural Analysis of Historical Constructions

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The need to evaluate the integrity of wooden structural elements is constantly increasing. Non-destructive methods are becoming more popular in this field of research. One type of non-destructive testing is the ultrasonic imaging method, which allows the analysis of internal wood structures without disturbing their state and integrity. In this study, we are interested in assessing the effect of wood condition on the ultrasound time of flight (TOF). The research was carried out on wooden beams, which were obtained from a historical building. The images obtained from ultrasound tomography were compared with results of a visual inspection.Places of discontinuities, voids and cracks in wood caused a much lower velocity of wave propagation.The location of the wood core was illustrated by the places with the highest velocity. The article proved the validity of using ultrasonic tomography to assess the technical condition of historic wooden beams.

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“…No trabalho [12] os autores utilizaram o Tomógrafo Acústico para determinar o módulo de elasticidade normal às fibras. A determinação do módulo de elasticidade em função da inclinação das fibras da madeira utilizando o TA ainda não foi realizado.…”

Section: Introductionunclassified

Determinação do módulo de elasticidade da madeira em função da inclinação das fibras utilizando tomógrafo acústico

et al. 2018

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RESUMOOs objetivos deste trabalho são determinar, a partir de ensaios não destrutivos, o módulo de elasticidade em função da inclinação das fibras da madeira através de um tomógrafo acústico, comparar e discutir a aplicação de seis critérios de falha adaptados para ensaios não destrutivos e modificar as equações para determinar os critérios de falha mais adequados para o ensaio não destrutivo proposto. Para isto foram ensaiados 6 corpos de prova de 150x15x4 cm de 6 espécies de madeira. Utilizou-se um tomógrafo acústico com oito transdutores. Estes sensores são fixados e excitados mecanicamente com um martelo. Cada vez que um sensor é excitado os outros captam o tempo que a onda mecânica tardou em chegar, logo é determinada a velocidade e calculado o módulo de elasticidade. A inclinação das fibras é determinada a partir dos ângulos formados por cada transdutor em relação a direção destas. Os resultados experimentais foram comparados com seis teorias de critérios de ruptura mecânica. Conclui-se que é possível utilizar o tomógrafo acústico para determinar o mó-dulo de elasticidade inclinado ás fibras, com apenas um ensaio experimental. Todos os seis modelos matemá-ticos avaliados não apresentam significância estatística em seu formato original. Com as modificações feitas nos modelos os que apresentaram significância foram apenas os modelos: hiperbólica, Karlsen e Hankinson, portanto eles são os mais indicados para estimar os valores do módulo de elasticidade dinâmico em função da inclinação das fibras.Palavras-chave: madeira; módulo de elasticidade; ensaios não destrutivos; tomógrafo acústico. ABSTRACTThe objectives of this work are to determine, from non-destructive tests, the modulus of elasticity as a function of the inclination of the wood fibers through an acoustic tomograph, to compare and discuss the application of six fault criteria adapted for non destructive tests and to modify the formulas for to determine the most suitable failure criteria for the proposed non-destructive test. To determine the most suitable failure criteria for the proposed non-destructive test. For this, 6 specimens of 150x15x4 cm of 6 species of wood were tested. An acoustic tomograph with eight transducers was used. These sensors are fixed and mechanically excited with a hammer. Each time a sensor is excited the others capture the time the mechanical wave took to arrive, then the speed is determined and the modulus of elasticity is calculated. The inclination of the fibers is determined from the angles formed by each transducer in relation to the direction thereof. The experimental results were compared with six theories of mechanical rupture criteria. It is concluded that it is possible to use the acoustic tomograph to determine the modulus of elasticity inclined to the fibers, with only one experimental test. All six mathematical models evaluated do not present statistical significance in their original format. With the modifications made in the models those that presented significance were only the models:

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Application of Acoustic Tomography and Ultrasonic Waves to Estimate Stiffness Constants of Muiracatiara Brazilian Wood

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Avaliação das características mecânicas da madeira por meio de excitação por impulso

Avaliação das características mecânicas da madeira por meio de excitação por impulso

Using the Ultrasonic Tomography Method to Study the Condition of Wooden Beams from Historical Building

Determinação do módulo de elasticidade da madeira em função da inclinação das fibras utilizando tomógrafo acústico

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