Characterization of engineering elastic parameters of oriented strand board (OSB) manufactured from poplar (Populus deltoides) strands using ultrasonic contact pulse transmission = Karakterizacija parametara elastičnosti ploče s orijentiranim makroiverjem (OSB) proizvedene od iverja drva topole (Populus deltoides) uz pomoć ultrazvučnoga kontaktnog prijenosa impulsa / Meysam Zahedi, Saeed Kazemi Najafi, Josef Füssl, Majid Elyasi.
Sažetak

When using wood and wood-based composites, it is necessary to determine the elastic constants of these engineered materials. Oriented strand board (OSB), as structural wood based panel, plays a significant role in the building sector, but the accessibility of such elastic constants of OSB is mostly limited. For this purpose, this study aimed at determining the elastic wave velocity, stiffness and all elastic constants of OSB made from Poplar (Populus deltoides) strands using ultrasonic through–transmission technique. Laboratory OSBs with the mean density of 760 kg/m3 were made with the average strand sizes of 0.6 mm in thickness, 120 mm in length and 30 mm in width. 8 % phenol-formaldehyde (PF) resin was used with the pressing conditions of 3.43 N/mm2, 190 °C and 600 s as pressure, temperature and time of pressing, respectively. The OSBs were assumed as an orthotropic model. Three modulus of elasticity (E1, E2, and E3), three shear modulus (G12, G13 and G23), and six Poisson’s ratios (v12, v21, v13, v31, v23, v32) were calculated by longitudinal, transversal and quasi-transversal waves velocities. Ultrasonically determined stiffness coefficients of OSB were investigated by representative volume elements (RVE). Therefore, the separation of scales requirement is satisfied, and the measured velocities can be applied to determine the engineering elastic parameters of the examined OSB. The results indicate that modulus of elasticity and shear modulus are in the same order of magnitude in comparison with other references, and the values of Poisson’s ratios are valid in ultrasonic range measurement. In conclusion, the ultrasonic contact pulse transmission shows great potential to determine the characterization of elastic wave velocity, stiffness and engineering elastic parameters.; Za primjenu drva i kompozita na bazi drva iznimno je važno odrediti konstante elastičnosti tih konstrukcijskih materijala. Ploča s orijentiranim makroiverjem (OSB ploča), kao strukturna ploča na bazi drva, ima široku primjenu u građevnom sektoru, a pristup takvim konstantama elastičnosti OSB ploča uglavnom je ograničen. Stoga je cilj ove studije bio odrediti brzinu elastičnog vala, krutost i sve konstante elastičnosti OSB ploča proizvedenih od makroiverja topole (Populus deltoides) primjenom ultrazvučne tehnike. Od iverja prosječne debljine 0,6 mm, duljine 120 mm i širine 30 mm laboratorijski su izrađene OSB ploče srednje gustoće 760 kg/m3. Upotrijebljena je 8 %-tna fenol-formaldehidna (PF) smola u ovim uvjetima prešanja: tlak je bio 3,43 N/mm2, temperatura 190 °C, a proces prešanja trajao je 600 s. Pretpostavljeno je da su OSB ploče ortotropni modeli. Na temelju srednjih vrijednosti uzdužne, poprečne i kvazipoprečne brzine valova izračunana su tri modula elastičnosti (E1, E2 i E3), tri modula smicanja (G12, G13 i G23) i šest Poissonovih omjera v12, v21, v13, v31, v23, v32). Ultrazvučno utvrđene krutosti OSB ploča ispitivane su reprezentativnim volumnim elementima (RVE). Dakle, ispunjen je zahtjev za odvajanje skala, a izmjerene se brzine mogu primijeniti za određivanje inženjerskih parametara elastičnosti ispitivanih OSB ploča. Rezultati pokazuju da su moduli elastičnosti i moduli smicanja istog reda veličine u usporedbi s drugim referencama, a vrijednosti Poissonovih omjera vrijede u mjerenjima ultrazvučnog raspona. Zaključno, ultrazvučni kontaktni prijenos impulsa pokazuje velik potencijal za određivanje brzine elastičnih valova, krutosti i konstrukcijskih parametara elastičnosti materijala.