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木材作为一种生长周期很长的可再生资源，随着经济的快速发展，木材资源已经远远不能满足市场需求。木材无损检测技术是一门新兴的木材非破坏性检测技术，在木材缺陷诊断，提高利用率方面显得尤为重要。目前，应用应力波断成成像技术对树木进行缺陷检测已经取得了许多成果，但对于应力波在树木中传播理论的研究未形成完整的系统，也没有统一的结论，还有待于深入研究。本文分析了应力波在健康树木中的传播规律并建立了应力波传播速度数学模型。针对银杏等不同树木进行了多组实验，并利用树木应力波断层成像技术对提出的应力波传播速度模型进行验证。本文主要工作如下：1.经过数学推导，提出了健康木材的中应力波传播速度与方向角之间的数学模型，当横截面近似为理想圆时，应力波传播速度与方向角之间呈二次函数的关系。还利用ARBOTOM木材无损检测仪在健康银杏上进行了实验研究，在树木的周围分布12个传感器，测量了各传感器两两之间的应力波传播速度。并对不同传感器上相同方向角的平均传播速度进行了回归分析，得到方向角与应力波传播速度之间的关系为vT/vR0.221，且方向角与应力波传播速度之间的线性回归模型拟合度较高，决定系数高于0.95，证明了理论模型的正确性。2.在多个树种22棵健康树木的不同高度处横截面上，采用不同的敲击力进行了大量的实验，结果表明了树种、横截面的位置、敲击力度等因素会改变应力波传播速度的大小，但方向角与应力波传播速度之间的回归曲线始终呈二次函数的关系，而且二次项系数K的波动很小，稳定在-0.2~0.2之间。实验研究表明，提出的模型不受树种、横截面位置、敲击力度大小等因素影响。3.对含腐朽、裂缝等缺陷的香樟、槐树、苦楝圆盘进行了检测，实验结果表明，由于空洞、腐朽和裂缝的存在，方向角与应力波传播速度之间的拟合曲线不呈二次函数的关系，在缺陷的位置曲线将向内凹陷，与健康树木中的实验结果有明显的差别。因此，本文提出的应力波传播速度模型对树木内部缺陷检测具有很好的指导意义。