تاثیر ابعاد خرده چوب و جهت نمونه بر سرعت امواج فراصوت و برخی خواص مکانیکی تخته خرده چوب ساخته شده از چوب صنوبر

بیان مساله و اهداف: امروزه در فرایند کنترل کیفیت محصولات، استفاده از آزمون‌های مخرب در حال جایگزین شدن با آزمون‌های غیرمخرب هستند. تکنیک امواج فراصوت یکی از روش‌های آزمون‌های غیرمخرب است. با استفاده از این تکنیک، اگر بتوان بین سرعت امواج فراصوت با خواص فیزیکی و مکانیکی مختلف چوب و سایر فراورده‌های چوبی ارتباطی پیدا کرد، آنگاه می‌توان از این تکنیک در کنترل کیفی آن ماده استفاده کرد. هدف این تحقیق، بررسی وجود ارتباط بین سرعت امواج فراصوت در جهات مختلف (طولی، عرضی و ضخامتی) تخته‌خرده‌چوب‌های ساخته شده با خرده‌چوب‌های ریز و درشت صنوبر با مدول الاستیسیته، مدول گسیختگی و چسبندگی داخلی تخته‌ها می‌باشد تا در صورت وجود ارتباط، بتوان از این تکنیک در صنعت به جای روش‌های مخرب کنترل کیفیت استفاده نمود. مواد و روشها: در این تحقیق، ابتدا با استفاده از گرده‌بینه‌های صنوبر و رزین اوره فرمالدهید، دو نوع تخته‌خرده-چوب از خرده‌چوب‌های ریز و خرده‌چوب‌های درشت، با دانسیته 0.7 گرم بر سانتی‌متر مکعب و ضخامت 16 میلی‌متر تولید شد. دمای پرس 170 درجه سانتیگراد، فشار پرس 200 بار و زمان پرس نیز 5 دقیقه بود. آنگاه پس از متعادل سازی و برش نمونه‌های آزمونی از تخته‌خرده‌چوب‌های تولیدی، با استفاده از تکنیک فراصوت، سرعت امواج فراصوت در جهات مختلف (طولی، عرضی و ضخامتی) نمونه‌های آزمونی محاسبه گردید. در مرحله بعد مدول الاستیسیته، مدول گسیختگی و چسبندگی داخلی در همان نمونه‌های آزمونی توسط آزمون مخرب اندازه گیری شد. سپس در مرحله تجزیه و تحلیل آماری، همبستگی بین سرعت امواج فراصوت با خواص مکانیکی اندازه‌گیری شده، تعیین گردید.نتایج: بر اساس نتایج، تاثیر جهت نمونه‌، بر سرعت امواج فراصوت در نمونه‌های خمش استاتیک و چسبندگی داخلی و تاثیر ابعاد خرده چوب (ریز و درشت) نیز بر سرعت امواج فراصوت در نمونه‌های چسبندگی داخلی معنی‌دار گردید. بیشترین میانگین سرعت امواج فراصوت در جهت طولی و کمترین آن در جهت ضخامتی نمونه‌ها اندازه‌گیری شد. ضمناً همبستگی بین سرعت امواج فراصوت با مدول گسیختگی در جهت طولی  نمونه‌های ساخته شده از خرده-چوب‌های ریز و نیز خرده‌چوب‌های درشت معنی‌دار شد. ضمن آن که همبستگی بین سرعت امواج فراصوت با چسبندگی داخلی در جهت ضخامتی نمونه‌های ساخته شده از خرده‌چوب‌های ریز و نیز خرده‌چوب‌های درشت معنی‌دار گردید.نتیجه‌گیری: با توجه به معنی‌دار بودن همبستگی بین سرعت امواج فراصوت در جهت طولی تخته‌های ساخته شده از خرده‌چوب‌های ریز و نیز درشت با مدول گسیختگی آنها، می‌توان از تکنیک فراصوت برای پایش مدول گسیختگی تخته‌خرده‌‌چوب‌ها در خط تولید استفاده کرد. همچنین نظر به معنی‌دار بودن همبستگی بین سرعت امواج فراصوت در جهت ضخامتی تخته‌های ساخته شده از خرده‌چوب‌های ریز و نیز درشت با چسبندگی داخلی آنها، می‌توان از تکنیک فراصوت برای کنترل کیفیت چسبندگی داخلی تخته‌خرده‌‌چوب‌ها در صنعت استفاده کرد. در نهایت چنین نتیجه‌گیری می‌شود که با اندازه‌گیری سرعت امواج فراصوت در جهات طولی و ضخامتی تخته‌خرده‌چوب در خط تولید، می‌توان به صورت غیر مخرب خواص مکانیکی آن را کنترل کرد.

effects of particles size and direction on ultrasonic wave velocity and some mechanical properties of particleboard made of poplar wood

problem definition and objectives: today, in the product quality control process, the use of destructive tests is being replaced by non-destructive evaluations. ultrasonic technique is one of the non-destructive testing methods. by means of this technique, if a relationship can be found between the velocity of ultrasonic waves and various physical and mechanical properties of wood and other wood products, then this technique can be used in the quality control of that material. the aim of this research was to investigate the correlation between the velocity of ultrasonic waves in different directions (longitudinal, transverse and thickness) of particleboards made with small and large poplar wood chips and modulus of elasticity, modulus of rupture and internal bonding of the particleboards, so that if there is a correlation, this technique can be used in industry instead of destructive evaluations quality control.methodology: in this research, at first, using poplar logs and urea formaldehyde resin, two types of particleboard were produced from small and large wood chips, with a density of 0.7 g/cm3 and a thickness of 16 mm. press temperature was 170 degrees celsius, press pressure was 200 bar, and pressing time was 5 minutes. after conditioning and cutting test samples from the manufactured particleboards, the velocity of ultrasonic waves in different directions (longitudinal, transverse and thickness) of the test samples was calculated by the ultrasound technique. afterward, modulus of elasticity, modulus of rupture and internal bonding were measured in the same test samples by destructive testing. then, the correlation between the ultrasonic waves velocity and the measured mechanical properties was determined by means of statistical analysis.results: based on the results, the effect of sample direction on ultrasonic waves velocity in static bending and internal bonding samples, also the effect of wood chip dimensions on ultrasonic waves velocity in internal bonding samples were significant. the maximum average ultrasonic wave velocity was measured in longitudinal direction and the minimum in thickness direction of the samples. in addition, the correlation between the ultrasonic waves velocity and the modulus of rupture in the longitudinal direction of samples made of small and large chips was significant. meanwhile, the correlation between ultrasonic waves velocity and internal bonding in the thickness direction of samples made of small and large chips was significant.conclusion: according to significant correlation between ultrasonic waves velocity in longitudinal direction of boards made of small and large chips and their modulus of rupture, the ultrasonic technique can be used to monitor the modulus of rupture of particleboard in the production line. also, according to significant correlation between ultrasonic waves velocity in the thickness direction of boards made from small and large chips and their internal bonding, the ultrasonic technique can be used to quality control of the internal bonding of particleboard in industry. finally, it is concluded that by measuring ultrasonic waves velocity in the longitudinal and thickness directions of particleboard in the production line, its mechanical properties can be controlled in a non-destructive way.