本網(wǎng)訊 近日，我校林學(xué)與園林學(xué)院郭勇教授和陳玉霞教授在中科院一區(qū)top期刊《建筑與建材》（《Construction and Building Materials》，IF= 7.69）發(fā)表了題為《探索一種新型無(wú)損檢測(cè)與評(píng)價(jià)高填充木塑復(fù)合材料在三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)中的損傷與裂紋擴(kuò)展演化的方法》（《Exploring an efficient non-destructive approach to characterize damage behavior and crack propagation of highly-filled wood-plastic composites during three-point bending test”》）的研究論文。該研究探索了一種無(wú)損檢測(cè)與評(píng)價(jià)高填充木塑復(fù)合材料（WPCs）的內(nèi)部損傷和裂紋擴(kuò)展的方法，精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)了材料的損傷演化特征，有助于實(shí)現(xiàn)WPCs的高效改性，提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性和安全性。
木塑復(fù)合材料（WPCs）由木粉或纖維素以不同的方式與各種塑料復(fù)合制成，其中添加木粉或纖維素可以提高復(fù)合材料的力學(xué)性能，當(dāng)木粉或纖維素的含量超過(guò)60%的高填充WPCs通常用于戶(hù)外建筑和戶(hù)外裝飾。WPCs性能和附加值優(yōu)異且應(yīng)用廣泛，但其內(nèi)部往往存在一些固有缺陷，易引起復(fù)合材料的損傷和斷裂，探索一種高效可靠的無(wú)損檢測(cè)與評(píng)價(jià)方法意義重大。
該研究采用數(shù)字圖像相關(guān)法、聲發(fā)射技術(shù)和有限元仿真三種方法，分析了WPCs的損傷行為和裂紋擴(kuò)展，精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)了該材料的表面應(yīng)變場(chǎng)集中、聲發(fā)射信號(hào)特征和裂紋尖端微損傷演化特征。該研究通過(guò)數(shù)字圖像相關(guān)法分析發(fā)現(xiàn)，在WPCs受力過(guò)程中，預(yù)制裂紋上方首先出現(xiàn)應(yīng)變集中區(qū)，隨著應(yīng)力的增加，應(yīng)變集中區(qū)域增大，沿預(yù)制裂紋逐漸出現(xiàn)表觀(guān)裂紋。通過(guò)聲發(fā)射分析發(fā)現(xiàn)，聲發(fā)射技術(shù)用于評(píng)價(jià)材料內(nèi)部損傷與裂紋擴(kuò)展演化較為精確，WPCs的裂紋擴(kuò)展速度與應(yīng)變-累計(jì)振鈴計(jì)數(shù)曲線(xiàn)的斜率變化高度一致。通過(guò)有限元仿真發(fā)現(xiàn)，有限元技術(shù)能夠模擬出裂紋擴(kuò)展曲線(xiàn)，但是不能很好反應(yīng)后期斷裂過(guò)程，且難以確定內(nèi)部損傷的深度和大小。該研究有效探索了無(wú)損檢測(cè)具有固有內(nèi)部缺陷的WPCs的損傷與裂紋擴(kuò)展演化的方法，為拓展其應(yīng)用領(lǐng)域，評(píng)估其穩(wěn)定性、安全性，以及優(yōu)化工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了新思路。
林學(xué)與園林學(xué)院碩士研究生王晨和李創(chuàng)業(yè)為論文的共同第一作者，郭勇教授和陳玉霞教授為共同通訊作者，我校為論文第一完成單位與通訊作者單位。本工作得到了安徽省科技重大專(zhuān)項(xiàng)、安徽省自然科學(xué)基金、安徽省高等學(xué)校自然科學(xué)研究重點(diǎn)項(xiàng)目和安徽省健康睡眠家居產(chǎn)品工程研究中心及安徽省研究生聯(lián)合培養(yǎng)示范基地的重要支持。（一審：胡先業(yè) 二審：夏利明 三審：曹雷）
