基于COMSOL的声发射信号沿木材纵向传播过程的仿真

摘要

为研究声发射信号在木材中的传播行为，分别对杨木、红锥、樟子松和杉木4种木材试件建立COMSOL三维仿真模型，通过给定位移的方法模拟弹性波点源，进而借助仿真过程的应力云图分析声发射（acoustic emission,AE）信号沿木材纵向传播的过程。针对AE源到达模型表面2个位置的时间差，利用时差定位法（time difference of arrival,TDOA）计算AE源的纵波波速。在木材试件上以相同条件进行AE试验并计算纵波波速，最终结果与仿真模型相符。研究结果表明，杨木、红锥、樟子松和杉木4种木材仿真与试验的纵波波速的相对误差分别为1.47%、1.04%、0.46%和2.33%，仿真模型能够客观反映AE信号在木材中的传播行为，为木材AE信号传播过程可视化提供一种新的途径。但AE信号幅值的相对误差较大，模型不能客观反映木材中幅值的变化规律。

关键词

木材 / 声发射技术 / 木材黏弹性 / 有限元分析 / 纵波