Неразрушающий контроль широко применяется для определения технического качества, строения и внутреннего состояния древесных материалов и древесины в растущих деревьях и элементах деревянных конструкций. В число перспективных направлений для оценки физико-механических свойств конструкционных материалов входят методы упругого отскока и ударного импульса. Цель работы – апробирование использования данных методов для косвенного определения плотности, статической твердости и динамического модуля упругости древесины. Исследования проведены на 67 бездефектных образцах древесины сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) с нормализованной влажностью и размерами 50×50×50 мм3 с использованием мобильных приборов «Оникс 2.6» (ООО НПП «Интерприбор», Челябинск, Россия) и Silver Schmidt (Proceq SA, Шверценбах, Швейцария). Оценена изменчивость измеряемых параметров, получены регрессионные модели взаимосвязи параметров упругого отскока и ударного импульса с физико-механическими свойствами древесины. Наибольшие коэффициенты вариации соответствуют параметрам ударного импульса по радиальной и тангенциальной поверхностям образцов и статической твердости радиальной поверхности образцов. Установлена умеренная взаимосвязь плотности (R2 = 0,49) и динамического модуля упругости вдоль волокон (R2 = 0,39) с упругим отскоком от радиальной поверхности образцов. Невысокие коэффициенты детерминации моделей прогнозирования физико-механических свойств древесины сосны являются следствием недостаточного диапазона варьирования плотности образцов, а также локальности оценки свойств данными методами, что ограничивает их применение для оперативной оценки свойств древесины у растущих деревьев, пиломатериалов и в элементах деревянных конструкций. Методы могут быть использованы для ориентировочной оценки древесины или определения участков, пораженных гнилями. Повышение качества моделей прогнозирования физико-механических свойств древесины методами ударного импульса и упругого отскока может быть достигнуто за счет использования инденторов с большей площадью контакта, а также расширения диапазона изменчивости свойств образцов для одной или нескольких пород древесины, что и будет являться целью дальнейших изысканий.
Nondestructive testing is widely used for determining the technical quality, structure and internal condition of wood-based materials and wood in growing trees and elements of wood structures. The elastic rebound and impact pulse method belong to the most promising methods for evaluation of the physical and mechanical properties of construction materials. The paper aims at testing the application of these methods for indirect determination of wood density, static hardness and dynamic modulus of elasticity. The study used 67 non-defective specimens of Scots pine (Pinus sylvestris L.) wood with a normalized moisture content and dimensions of 50×50×50 mm3 with the use of applied portative devices such as Oniks 2.6 (Interpribor, Chelyabinsk, Russia) and Silver Schmidt (Proceq SA, Schwerzenbach, Switzerland). We assessed variability of the measured parameters and obtained regression models of the relationship between the parameters of elastic rebound/impact pulse and the mechanical and physical properties of wood. The highest variation coefficients were obtained for the impact pulse on the radial and tangential surfaces of the specimens as well as for the static hardness of the radial surface of the specimens. A moderate correlation was found between the density (R2 = 0.49) / dynamic modulus of elasticity along the fibers (R2 = 0.39) and the elastic rebound from the radial surface of the specimens. The low determination coefficients of the models for predicting the mechanical and physical properties of pine wood are due to the limited range of variation in the specimen density, as well as the local nature of the property evaluation with these methods. All this limits their application for the operational assessment of the properties of standing trees, lumber, and wooden construction elements. These methods are useful for estimating the wood quality or identifying areas affected by rot. The improved quality of models for predicting the mechanical and physical properties of wood by means of the impact pulse and elastic rebound methods may be achieved by using indenters with a larger contact area, as well as by expanding the range of variability in specimen properties for one or more wood species. This will be the focus of our further research.