Karaçam Odununun Elastik Sabitlerinin Farklı Rutubet Şartlarında Ultrasonik Yöntem ile Belirlenmesi

Bu çalışmada Anadolu karaçamı odununun elastik sabitleri, farklı rutubet şartları altında ultrasonik yöntem ve basma testleri kullanılarak incelenmiştir. Üç elastikiyet modülü (EL, ER, ET), üç kayma modülü (GLR, GLT, GRT) ve altı Poisson oranı (ʋLR, ʋLT, ʋRL, ʋRT, ʋTL, ʋTR) hesaplanmıştır. Ultrasonik yöntemde kenar uzunluğu 2 cm olan kübik örnekler kullanılırken basma testleri 2 x 2 x 6 cm boyutlarındaki örneklere uygulanmıştır. Lif yönü (L), radyal (R) ve teğet (T) yönlerde boyuna ve enine ultrasonik ses dalgası hızları sırasıyla 2.25 MHz ve 1 MHz sensörler kullanılarak ölçülmüştür. Poisson oranlarının belirlenmesi için L, R ve T yönlerine 45° açıyla enine ses dalgası hızları da 1 MHz sensörle ölçülmüştür. Ultrasonik yöntemi doğrulamak için basma testleri yapılmıştır. Basma testlerinden hesaplanan değerlerle karşılaştırıldığında, L, R ve T yönlerinde ultrasonik yöntemle tahmin edilen elastikiyet modülü değerleri benzerdir. Ultrasonik yöntemle hesaplanan kayma modülü değerleri, basma testlerinden hesaplanan değerlerden GRT hariç biraz yüksektir. Poisson oranlarında daha yüksek farklar olmasına rağmen kabul edilebilir görünmektedir. Çalışma sonuçlarına göre, farklı rutubet koşullarında karaçam için elastik sabitlerin belirlenmesinde alternatif olarak ultrasonik yöntemin kullanılabileceği sonucuna varılabilir.

Determination of Elastic Constants for Black Pine Wood Using Ultrasound under Different Humidity Regimes

In this study, elastic constants of Anatolian black pine wood were investigated using ultrasonic method under different humidity conditions. Three modulus of elasticity (EL, ER, ET), three shear modulus (GLR, GLT, GRT), and six Poisson's ratios (ʋLR, ʋLT, ʋRL, ʋRT, ʋTL, ʋTR) were calculated using cubic samples with a length of 2 cm. Longitudinal and transverse ultrasonic sound wave velocities in fiber (L), radial (R) and tangential (T) directions were measured using 2.25 MHz and 1 MHz sensors, respectively. In order to determine the Poisson ratios, transverse sound wave velocities at an angle of 45° to the L, R and T directions were also measured with a 1 MHz sensor. Sound velocities measured in black pine samples are inversely proportional to the increase in humidity. Overall, the results show the well-known order between sound velocities (V11> V22> V66> V55> V33> V44). Compared to the values found in the literature; elastic modulus values estimated by ultrasonic method in L, R and T directions are similar, shear modulus values are slightly higher except for GRT. Although there are higher differences in Poisson's ratios, they are acceptable values. Results of the study indicate that ultrasonic method can be used as an alternative to determine the elastic constants for black pine wood under different humidity conditions.

___

  • Aira, J. R., Arriaga. F. & Gonzalez, G. I. (2014). Determination of the elastic constants of Scots pine (Pinus sylvestris L.) wood by means of compression. Biosystems Engineering, 126, 12-22.
  • Aydin, T.Y. & Ozveren, A. 2019. Effects of moisture content on elastic constants of fir wood. European Journal of Wood and Wood Products, 77, 63–70.
  • Baradit, E. & Niemz, P. (2012). Elastic Constants of Some Native Chilean Wood Species Using Ultrasound Techniques. Wood Research, 57(3), 497-504.
  • Beall, F. C. (2002). Overview of the use of ultrasonic technologies in research on wood properties. Wood Science and Technology, 36(3), 197-212.
  • Bodig, J. & Jayne, B. A. (1993). Mechanics of wood and wood composites, Malabar, USA: Krieger Publishing Company.
  • Brashaw, B. K., Bucur, V., Divos, F., Goncalves, R., Lu, J. & Meder, R. (2009). Nondestructive testing and evaluation of wood: A worldwide research update. Forest Products Journal, 59(3), 7-14.
  • Bucur, V. (2006). Acoustics of wood, Springer Verlag, Berlin.
  • Bucur, V. & Archer, R. R. (1984). Elastic constants for wood by an ultrasonic method. Wood Science and Technology, 18, 255-265.
  • Dackermann, U., Elsener, R., Li, J. & Crews, K. (2016). A comparative study of using static and ultrasonic material testing methods to determine the anisotropic material properties of wood. Construction and Building Materials, 102, 963-976.
  • Dahl, K. B. (2009). Mechanical properties of clear wood from Norway Spruce. Doctoral theses. Norwegian University of Science and Technology, Trondheim, Norway. (Yayımlanmamış doktora tezi)
  • Davies, N. T., Altaner, C. M. & Apiolaza, L. A. (2016). Elastic constants of green Pinus radiata wood. New Zealand Journal of Forest Science, December, 46:19.
  • Dinwoodie, J. M. (2000). Timber: Its Nature and Behavior, CRC Press, London.
  • Divos, F., Tanaka, T., Nagao, H. & Kato, H. (1998). Determination of shear modulus on construction size timber. Wood Science and Technology, 32, 393-402.
  • Dündar, T. & Divos, F. (2014). European wood NDT&NDE research and practical applications. Eurasian Journal of Forest Science, 1(1), 35-43.
  • Esteban, L. G., Fernandez, F. G. & de Palacios, P. (2009). MOE prediction in Abies pinsapo Boiss. timber: Application of an artificial neural network using nondestructive testing. Computers and Structures, 87, 1360-1365.
  • Gonçalves, R., Trinca, A. J. & Cerri, D. G. P. (2011). Comparison of Elastic Constants of Wood Determined by Ultrasonic Wave Propagation and Static Compression Testing. Wood and Fiber Science, 43(1), 64-75.
  • Gonçalvez, R., Trinca, A. J. & Pellis, B. P. (2014). Elastic constants of wood determined by ultrasound using three geometries of specimens. Wood Science and Technology, 48, 269-287.
  • Güntekin, E. 2022. Sedir Odununun (Cedrus libani A.) Elastik Sabitleri. Bartın Orman Fakültesi Dergisi, 24(3), 436-443.
  • Güntekin, E. & Akar, S. 2019. Influence of moisture content on elastic constants of scots pine wood subjected to compression. Drewno, 62(204), 41-53.
  • Güntekin, E. & Demiratlı, S. 2017. Influence of Moisture Content on Some Elastic Constants of Black Pine Subjected to Compression. Pro Ligno, 13(2), 21-26.
  • Güntekin, E., Aydın, T. Y. & Niemz, P. (2016a). Some Orthotropic Elastic Properties of Fagus orientalis as Influenced by Moisture Content. Wood Research, 61(1), 95-104.
  • Güntekin, E., Aydın, T. Y. & Niemz, P. (2016b). Some Orthotropic Mechanical Properties of Sessile Oak (Quercus Petrea) as Influenced by Moisture Content. Eurasian Journal of Forest Science, 4(1), 40-47.
  • Harrison, S. K. (2006). Comparison of Shear Modulus Test Methods. Master’s Thesis, Virginia Polytechnic and State University, Blacksburg, USA. (Yayımlanmamış yüksek lisans tezi)
  • Hering, S., Keunecke, D. & Niemz, P. (2012). Moisture-dependent orthotropic elasticity of beech wood. Wood Science and Technology, 45, 927–938.
  • Keunecke, D., Merz, T., Sonderegger, W., Schnider, T. & Niemz, P. (2011). Stiffness moduli of various softwood and hardwood species determined with ultrasound. Wood Material Science and Engineering, 6, 91-94.
  • Kretschmann, D. E. & Green, D. W. (1996). Modeling moisture content-mechanical property relationships for clear Southern Pine. Wood and Fiber Science, 28(3), 320-337.
  • Kretschmann, D. E. (2010). Mechanical Properties of Wood “in: Wood Handbook: Wood as an Engineering Material, R.J. Ross (ed.), General Technical Report FPL-GTR 190, USDA Forest Products Laboratory, Madison.
  • Llana, D. F., Gonzalez, G. I., Arriaga, F. & Niemz, P. (2014). Influence of Temperature and Moisture Content on Non-Destructive Measurements in Scots Pine Wood. Wood Research, 59(5), 769-780.
  • Mizutani, M. & Ando, K. (2015). Influence of a wide range of moisture contents on the Poisson’s ratio of wood. Journal of Wood Science, 61(1), 81-85.
  • Oliveira, R. G. F., de Candian, M., Lucchette, F. F., Salgon, J. L. & Sales, A. (2005). Moisture content effect on ultrasonic velocity in Goupia glabra. Material Research, 8, 11–14.
  • Ozyhar, T., Hering, S., Sanabria, S.J. & Niemz, P. (2013). Determining moisture-dependent elastic characteristics of beech wood by means of ultrasonic waves. Wood Science and Technology, 47, 329-341.
  • Ozyhar, T., Mohl, L., Hering, S., Hass, P., Zeindler, L., Ackermann, R. & Niemz P. (2014). Orthotropic hygric and mechanical material properties of oak wood. Journal of Wood Material Science and Engineering, 11(1), 36-45.
  • Vazquez, C., Golçalvez, R., Bertoldo, C., Bano, V., Vega, A., Crespo, J. & Guaita, M. D. (2015). Determination of the mechanical properties of Castanea sativa Mill. using ultrasonic wave propagation and compression with static compression and bending methods. Wood Science and Technology, 49, 607-622.
Bartın Orman Fakültesi Dergisi-Cover
  • ISSN: 1302-0943
  • Yayın Aralığı: Yılda 3 Sayı
  • Başlangıç: 1998
  • Yayıncı: Bartın Üniversitesi Orman Fakültesi
Sayıdaki Diğer Makaleler

Dolomit ve Olivin ile Kızılçam odun yonga karışımından üretilen deneme levhalarının özellikleri. Bölüm 2.Teknolojik özellikler

Halil Turgut ŞAHİN, Ömer Ümit YALÇIN, Ali İhsan KAYA, Uğur ÖZKAN

Dağ Çayı (Sideritis condensata Boiss. Et. Heldr. Apud Bentham) ’ın Doğal ve Tarla Ortamındaki Uçucu Bileşenlerinin Belirlenmesi

Güliz TÜRKMENOĞLU, Hüseyin FAKİR

Veri Madenciliğine Dayalı Olarak Çalışanların Örgütsel Bağlılık Düzeyinin Belirlenmesi: İstanbul ve Kocaeli Örneği

Nadir ERSEN, Timuçin BARDAK, Uğur Can USTA

Melamin ve Üre Formaldehit Tutkalı ile Üretilmiş Yonga Levhaların Bazı Fiziksel ve Mekanik Özellikleri

Alperen KAYMAKCI, Kadir DOĞAN

Arbusküler Mikorizal Fungus Aşılamasının Lavanta (Lavandula angustifolia L.) Bitkisinin Toprak Altı ve Toprak Üstü Biyomasına Etkilerinin Araştırılması

Ömer Faruk KARAMAN, Şahin PALTA, Eren BAŞ

Gama-aminopropiltrietoksisilan ile Modifiye Edilmiş Kayın ve Göknarın Fiziksel, Mekanik ve Biyolojik Özellikleri

Hüseyin SİVRİKAYA, Ahmet CAN, Mesut YALÇIN, Jeffrey MORRELL

Türkiye Ormanlarında Net Birincil Üretim ve Bazı İklim Değişkenleri Arasındaki Zamansal İlişki: 2000-2019

Sinan BULUT

1996-2018 Yılları Arasında Orman Ekosistemi Fonksiyonlarındaki Mekansal-Zamansal Değişimlerin Karşılaştırılması: Türkiye'den Bir Örnek Çalışma

Hasan Emre ÜNAL

Karaçam Odununun Elastik Sabitlerinin Farklı Rutubet Şartlarında Ultrasonik Yöntem ile Belirlenmesi

Ergün GÜNTEKİN

Bartın Lise Öğrencileri Küresel İklim Değişimi ve Orman Biyokütlesi Farkındalığı

Mehmet ŞAHİN, Birsen DURKAYA