Determination of Wood Specimens Using Isostrain Patterns Generated for Moiré Technique

Abstract

Brazilian forest's wood characterization requires very complex tasks due to the large number of species available throughout the whole national territory. Available wood characterization methods demand relatively long test timing or they are quite costly and sometimes they exhibit a lack of precision. This research work reports a new method for wood characterization based on a moiré photoelastic technique. Such family of methods is able to generates the microtopography of the object under study and also the stress-strain distribution under a specific loading condition. Moiré means wave like pattern generated when screens of same mesh density are superposed. It is reported the application of a moiré technique in magnifying displacements, being also suitable as a photoelastic method. Three specimens of different wood species were submitted to axial loads before failure meanwhile a grid of specific mesh density was projected onto the object. The experimental setup this work included a digital camera to capture the moiré patterns generated by the projection of a regular grid onto the object and processed by involving software named Gimp and Idrisi. Tests were conducted in the Faculty of Agricultural Engineering at Campinas University, Campinas, SP, Brazil.Keywords: brazilian forest's; interferometry; photoelastic technique; shadow Moiré; isostrain maps; digital pictures. RESUMOA caracterização das madeiras das florestas brasileiras requerem um trabalho muito complexo devido ao grande número de espécies disponíveis em todo o território nacional. Os métodos de caracterização existentes demandam muito tempo e tem custos muito altos além de não terem muita precisão. Esta pesquisa descreve um novo método para caracterização de madeiras baseado na técnica fotoelástica de Moiré. Esta família de metodos são hábeis para gerarem microfotografias do objeto de estudo, assim como de determinarem a distribuição de tensão e formação em objetos a partir de uma carga controlada, isto ocorre devido a padrões de regiões claras e escuras geradas por uma grade sobreposta. A técnica de moiré aumenta os deslocamentos sendo considerado uma técnica fotoelástica. Três amostras de madeiras diferentes foram submetidas a cargas axiais antes da falha enquanto um padrão de difração foi projetado nas amostras. O arranjo experimental foi formado por uma câmera digital para capturar os padrões de moiré gerados, e estas imagens foram processadas pelos softwares Gimp e Idrisi. Os testes foram conduzidos na Faculdade de Engenharia Agrícola da Universidade Estadual de Campinas.Palavras-chaves: florestas brasileiras; interferometria; técnica fotoelástica, Moiré de sombra, mapas de isodeformação.