بررسی تاثیراندازه گره بر مدول الاستیسیته دینامیکی چوب درخت راش(Fagus orientalis Libsky)

Abstract

سابقه و هدف: روش‌های دینامیکی (غیر مخرب) بر مبنای ایجاد تنش بدون شکست در نمونه‌ها عمل کرده و در زمان و هزینه­های ارزیابی خواص مکانیکی صرفه‌جویی ایجاد می‌کنند. گره­ها یا همان شاخه­های حبس شده مهمترین عامل در درجه­بندی چوب‌ها هستند؛ بنابراین اهداف این پژوهش عبارت‌اند از: تشخیص گره به روش­های غیر مخرب، اندازه­گیری مدول­الاستیسیته دینامیکی گرده­بینه راش با استفاده از امواج تنشی و تأثیر اندازه گره بر سرعت امواج تنشی و مقدار مدول­الاستیسیته دینامیکی.مواد و روش‌ها: منطقه مورد مطالعه مجموعه 11 شفارود در قسمت جنوب حوزه آبخیز شفارود قرار داشته و از ارتفاع 500 متر شروع و تا ارتفاع 1650 متر ادامه دارد. از این منطقه تعداد 5 اصله درخت گونه راش قطع گردید و از طریق برش عرضی به سه قسمت مساوی سه متری تقسیم و با توجه به اندازه گره­های موجود خواص دانسیته، سرعت عبور امواج تنشی و مدول­الاستیسیته دینامیکی اندازه­گیری شد. از روی تصویر مماسی نشانگر بیرونی و تصویر شعاعی نشانگر درونی با استفاده از نرم افزار Digimizer image4 ویژگی‌های هر گره مانند قطر و زاویه گره اندازه‌گیری شد. برای تشخیص غیر مخرب گره درخت راش از روش­های توموگرافی التراسونیک، سرعت امواج تنشی و سی‌تی‌اسکن استفاده شد. در روش عبور امواج تنشی، برای اندازه­گیری زمان انتقال امواج تنشی از دستگاه تایمر میکروثانیه فالوپ استفاده شد. در روش رادیوگرافی نیز برای تهیه ­تصاویر سی‌تی‌اسکن، از دستگاه دیجیتال ستون زمینی دو دتکتور ساخت فرانسه متعلق به­ درمانگاه پزشکی استفاده ­شد. برای اندازه‌گیری دانسیته، تعداد 30 قطعه استوانه­ای شکل دارای گره در سه رده کوچک، متوسط و بزرگ استفاده و با توجه به ارتباط دانسیته و سرعت عبور امواج تنشی مقدار مدول‌الاستیسیته دینامیکی محاسبه و ارزیابی گردید. برای تجزیه‌وتحلیل داده­های حاصل از اندازه‌گیری قطر گره در طول ساقه، دانسیته و مدول‌الاستیسیته دینامیکی ساقه درخت راش در سطح اطمینان 95 درصد از آزمون یک‌طرفه Anova و برای تشخیص نرمال بودن داده­ها و همگنی واریانس از آزمون­های کلموگراف اسمیرنوف و آزمون لوت و برای مقایسه میانگین­ها از آزمون توکی با به‌کارگیری نرم­افزار Spss استفاده شده است.نتایج: در تشخیص گره درخت راش با سه روش غیر مخرب مذکور نتایج نشان‌دهنده وجود محدودیت در هر روش است. به‌طوری‌که توموگرافی التراسونیک قادر به تشخیص گره در داخل تنه درخت راش نیست و روش امواج تنشی نیز گره­های خیلی کوچک را تشخیص نمی‌دهد. دقت روش سی­تی­اسکن در تشخیص گره بالاست اما هزینه تشخیص آن زیاد است. با توجه به اینکه در طی مراحل رویشی درخت راش عواملی مانند سرعت رویش، سرعت حبس‌شوندگی شاخه و هرس طبیعی متفاوت است. درنتیجه تعداد و اندازه گره ایجادشده در طول درخت متفاوت می‌باشد. منشأ شاخه از مغز ساقه است، بنابراین بیشتر گره‌های کوچک در سه متر اول و دوم درخت ایجاد شده است. با افزایش ارتفاع ساقه قطر گره نیز افزایش‌ یافته است. گره باعث افزایش دانسیته شده است. نتایج دانسیته نشان داده است که نمونه­های دارای گره­های بزرگ، متوسط و کوچک دارای تفاوت معنی‌داری هستند. با توجه به اینکه اساس تشخیص روش توموگرافی التراسونیک در کاهش دانسیته است، بنابراین قادر به تشخیص گره نیست؛ اما در روش رادیوگرافی قسمت‌های با دانسیته بیشتر به رنگ روشن و با دانسیته کمتر به رنگ تیره‌تر دیده می‌شود. اندازه گره بر روی کاهش سرعت امواج تنشی و بر کاهش مدول‌الاستیسیته دینامیکی چوب مؤثر است. در مقایسه با نمونه‌های عاری از گره نمونه‌های دارای گره کوچک، متوسط و بزرگ به ترتیب 20 درصد، 50 درصد و 70 درصد مدول‌الاستیسیته را کاهش می‌دهند.نتیجه‌گیری: به‌طوری‌که از بین روش‌های غیر مخرب فقط روش سی‌تی‌اسکن قادر است گره‌های ریز را شناسایی و بخش‌های عاری از گره و معایب را ارزیابی نماید. در قیاس با نمونه شاهد (عاری از گره) با افزایش اندازه گره مقدار دانسیته افزایش و سرعت امواج تنشی و مدول‌الاستیسیته دینامیکی نمونه­ها کاهش‌ یافته است.

Keywords

• مدول الاستیسیته دینامیکی
• توموگرافی‌التراسونیک
• سرعت امواج تنشی
• سی‌تی‌اسکن