Original article

Elastic parameters of poplar wood with end-cracks

Les constantes élastiques du bois de peuplier fissuré aux extrémités

¹ Agriculture Research Center (KIAU-ARC) Islamic Azad University, Karaj Branch Moazen BLVD, Rajaee-shahr, P.O. Box 31485 Karaj, Iran
² Department of Wood Science & Technology, Islamic Azad University, Karaj Branch Moazen BLVD, Rajaee-shahr, P.O. Box 31485 Karaj, Iran

^* Corresponding author: mehran.roohnia@kiau.ac.ir

Received: 16 March 2009
Accepted: 5 September 2009

Abstract

• In this study, longitudinal specific modulus of elasticity along the grain (specific MOE_L = MOE_L/ρ) as well as radial and tangential shear moduli (G_LR and G_LT) of Populus Deltoides wood were examined in free flexural vibration in a free-free bar method, where end-cracks produced manually in LT plane along and parallel to annual rings in four different sizes.

• The effects of four different crack sizes (0, 6, 12, and 18 cm) on elastic parameters of the bars were examined for their vibration properties based on Timoshenko bar equations, in order to find a procedure to make a confident choice of a clear specimen among the cracked ones, considering three initial modes of vibration.

• Based on research findings, a significant correlation existed between radial and tangential shear moduli of the clear bars as G_LR was approximately 15 percents higher than G_LT. After making the shortest crack sizes, however, this correlation entirely faded. Statistically for 6 cm crack, decreases in specific MOE_L for measurement on the tangential impact were not significant though they were for longer cracks.

• It was also revealed that in specimen under the study if longitudinal specific modulus of elasticity from both LR and LT flexural vibrations were almost equal and G_LR was slightly larger than G_LT, the user could be confident enough to consider the specimen without severe longitudinal cracks.

Résumé

• Dans cette étude, le module d’élasticité longitudinal spécifique (MOEL/ρ) et les modules de cisaillement radial et tangentiel (G_LR and G_LT) du bois de Populus deltoides ont été mesuré en vibration de flexion libre-libre pour quatre différentes longueurs de fissures initiées manuellement dans le plan LT qui est parallèle au fil du bois et tangentiel aux limites de cernes.

• Les effets des quatre différentes tailles de fissures (0, 6, 12 et 18 cm) sur les constantes élastiques des barres ont été examinées pour leurs propriétés vibratoires sur la base des équations de Timoshenko, dans le but de trouver une procédure conduisant à un choix fiable d’un échantillon sans défauts parmi les échantillons fissurés, ceci en considérant les trois modes initiaux de vibration.

• Les résultats obtenus montrent une corrélation significative entre les modules de cisaillement radial et tangentiel des barres sans défauts, G_LR étant environ 15 pour cent plus élevé que G_LT. Cependant après avoir réalisé les fissures les plus courtes cette corrélation n’existe plus. Pour une fissure de 6 cm, la décroissance du module longitudinal spécifique mesuré en tangentiel n’est pas significative alors que c’était le cas pour des fissures plus longues.

• Pour nos échantillons, nous avons également montré que si les modules d’élasticité longitudinaux spécifiques sont presque identiques et G_LR légèrement plus important que G_LT, l’utilisateur peut exploiter en confiance les échantillons sans fissures importantes.