桂花树干无损检测定量分析

活立木的无损检测技术主要有超声波、应力波等,其中应力波检测技术具有成本低、效率高等特点,它通过测量应力波在木质内的传播速度,根据不同速度判断木质损伤状况。该文通过PiCUS Sonic Tomograph应力波检测仪对桂花树进行检测,探明了桂花树干内部腐损程度与应力波传播速度的对应关系。结果表明:随着损伤程度的增加,声应力波在桂花树内的传播时间增加,传播速度下降。     

应力波在冻结状态白桦活立木中传播速度的试验

在哈尔滨林业示范基地对应力波在冻结状态白桦活立木中的传播速度进行了测试,并运用SPSS统计软件包对测试结果进行了分析,与国内外已有的常温下应力波在活立木中传播速度的研究结果进行比较的结果表明:应力波在冻结状态白桦活立木中的径向传播速度明显高于常温情况;其纵向传播速度受含水率影响较大,二者成负相关.     

冻结状态下应力波在长白落叶松立木中传播速度的研究

为进行冬季活立木健康检测和伐后原木内部缺陷无损检测,该文在冻结状态下,研究了应力波在长白落叶松活立木中的传播速度,以及光照条件对含水率及应力波在活立木中传播速度的影响。在室外温度0℃以下,利用FAKOPP Microsecond Timer等仪器测试了应力波在30棵树干通直且无缺陷的长白落叶松活立木中的纵向和径向传播速度。经过软件包SPSS统计分析,得出阴阳两面应力波的纵向传播速度分别为4 238.7和4 210.6 m/s,径向传播速度均值为1 834.5 m/s。同时,利用成对t检验法分析了光照条件对含水率及应力波在活立木中纵向传播速度的影响,并建立了回归方程。结果表明:①光照条件对含水率和应力波纵向传播速度有一定的影响,阴面含水率均值比阳面含水率均值低约1.6%,阴面应力波纵向传播速度均值比阳面的高约28.1 m/s。②含水率与应力波纵向传播速度呈显著负相关,阴阳两面的负相关系数分别为0.90和0.91。含水率每增加1%,阴阳两面应力波的纵向传播速度分别减小25.1和 22.9 m/s。      

树木内部应力波传播速度模型

为了提高应力波技术在活立木无损检测应用领域的可行性,分析了应力波在健康树木中的传播规律,并建立了应力波传播速度数学模型。针对银杏Ginkgo biloba等不同树种的健康树木进行了多组实验,并利用树木断层成像技术对提出的应力波传播速度模型进行验证。结果表明:在健康树木中,方向角θ与传播方向速度vT和径向速度vR比值之间的关系为vT/vR≈-0.2θ2+1,与所提出的理论模型吻合,方向角θ与应力波传播速度之间的线性回归模型拟合度较高,决定系数高于0.95。提出的应力波传播速度模型不受树种变化影响。     

应力波在美国红松立木中传播机理的试验研究

为了解应力波在立木中的传播机理,本试验用3根新砍伐的美国红松原木来模拟立木,用FAKOPP应力波微秒计测量不同横截面上各个网格节点处的应力波到达时间。结果表明:1)在原木中纵截面上,应力波传播时间等值线在开始阶段为倾斜曲线;随着距离的增大,等值线倾斜度逐渐减小,直至最后与原木长度方向近似垂直。2)应力波到达同一个横截面各部位的时间差与传播距离和原木直径有关,传播距离越长,时间差越小;原木直径越小,时间差越小。3)应力波在中纵截面上,原木表层的传播距离与传播时间之间有很好的比例关系。     

基于压电陶瓷传感器的应力波传播试验

为研究应力波在管道中的传播特性,了解应力波在管道传播中其能量变化与传播距离之间的关系,并验证压电陶瓷材料应用于应力波管道检测的可行性,以粘贴在管道上的压电陶瓷片作为信号激励器或接收器,通过监测不同位置处压电陶瓷接收器的输出电压,计算出各接收器输出电压的峰值。引入衰减指标这一概念作为应力波因子,并利用小波包能量法计算出应力波衰减指标,分析应力波衰减指标与传播距离之间的关系。研究结果表明,应力波在管道中传播时,距离激励器越远的接收器所接收到的应力波电压峰值越小,应力波能量衰减指标越大,说明随着应力波传播距离的增大,应力波能量不断减小,出现衰减。     

树木生长应力与测试分析（Ⅱ）─—非均质各向异性体

假定树干为非均质各向异性体，利用各向异性厚壁圆筒理论，并考虑了实际树干髓心的不对称性，椎导出以树干髓心为原点的极坐标，在三个坐标轴方向的生长应力分布方程．讨论了不对称性对生长应力的影响。通过对小兴安岭林区兴安落叶松和白桦树的实验，实测了生长应力的分布状态，并与理论结果进行了比较。     

树木生长应力与测试分析（Ⅱ）—非均质各向异性体

假定树干为非均质各向异性体，利用各向异性厚壁圆筒理论，并考虑了实际树干髓心的不对称性，推导出以树干髓心为原点的极坐标，在三个坐标轴方向的生长应力分布方程，讨论了不对称性对生长应力的影响。通过对小兴安岭林区兴安落叶松和白桦树的实验，实测了生长应力的分布状态，并与理论结果进行了比较。     

北美基于应力波技术的木材测试及应力分等的研究进展

阐述了北美木材刚度应力分等的研究,简要分析了应用应力波技术对原木、活立木和单板的应力分等的应用情况,介绍了基于应力波技术的应力分等的经济性研究.为在我国推广基于应力波的应力分等技术提供了参考.     

海棠果树冲击振动动态特性的研究

为研究振动时能量传播的途径、方式以及树干、树枝各点的动态响应,进而为振动采摘果实提供必要的理论依据。将树干部分简化为圆柱弹性悬臂梁的力学模型,建立振动方程,对方程进行仿真运算,并结合试验所得结果进行对比分析。通过理论仿真运算可得,树干上各监测点的振动周期随距激振源距离的增大而增大;各监测点处加速度呈现的是简谐振动曲线,且监测点2的振动周期约为0.017 s;将树干视为等截面圆柱梁时,波在其上的传播速度基本恒定不变,约为100 m/s。试验中,各监测点处加速度呈现的是衰减振动曲线,且监测点2的振动周期约为0.028 s;波在树枝上的传播速度随其直径的减小而减小。激振源距树枝上各监测点的距离对其振动周期有较大的影响,且对于同一树干、树枝,振动周期随监测点距激振源距离的增大而增大;振动速度、加速度在树枝中是以波的形式传播的,树枝的直径对波的传播有较大的影响,且波的传播速度与树枝直径成正相关。     

非均质正交各向异性树干中的生长应力分析

在假定树干为非均质正交各向异性体前提下，推出确定树干中生长应力的议程。通过实验及大理的数据处理。给出了实际测量的树木生长应力的分布图，并进行了讨论和分析。     

红松木材结构缺陷对应力波传播参数的影响

通过应力波测试仪对红松木材试件进行的检测试验,研究了木材轴向孔洞的分布、数量和端部孔洞的分布对应力波传播时间、传播速度的影响,并对孔径大小与应力波传播参数之间关系进行回归分析。试验结果表明,应力波传播时间与孔径大小、数量呈正相关,而应力波传播速度与孔径大小、数量呈负相关。端部孔洞对应力波传播参数没有显著影响。     

落叶松生材12个弹性常数的试验研究

以含水率为95%的落叶松生材为研究对象,将纵向、弦向和径向定义为3个弹性对称主轴,将材料看作是正交各向异性体,分别采用电测法单向压缩试验和三点弯试验得到了材料的12个弹性常数。按美国试验与材料协会制定的试验标准（ASTM标准）进行加工制备,由压缩试验得到了材料3个主轴方向的弹性模量和RT面内的剪切模量,测定得到的弹性模量与泊松比基本满足Maxwell定理,说明通过电测法测定得到的数据可靠有效。通过三点弯试验得到了LT和LR面内的剪切模量,对试验数据线性回归分析知,高跨比的平方与抗弯弹性模量的倒数到的相关系数分别为0.99和0.94,说明数据的测定与计算合理有效。为应力波在落叶松活立木中传播的数值模拟研究提供模型参数。     

红树林消波效应研究进展

对红树林消波效应研究的进展情况进行了综述.红树林消波效应的研究主要集中在东南亚地区,研究的主要途径是通过野外测量来分析红树林对波浪的消减情况以及波浪消减率与红树林植被特征、水文特征的相关性,其次是通过建立理论模型来模拟红树林对波浪的消减效应.     

用于树干内部缺陷筛查的应力波临界波速确定研究

古树和部分城市大树的树干内部，经常有空洞、腐朽等影响树木健康和安全性的缺陷存在。以筛查古树和城市大树树干内部缺陷为目标，测定了北京地区几种常见树种的古树和城市大树健康树干的多个径向应力波波速，对每个树种的应力波波速测量值进行了正态统计分析，基于95%置信水平原则确定了用于判别树干内部是否存在缺陷的应力波临界波速值，进而形成了用于树干内部缺陷筛查的应力波临界波速的确定方法。结果表明，北京地区8种常见古树及城市大树油松、白皮松、侧柏、桧柏、刺槐、英桐、美桐和银杏的树干径向应力波临界波速值分别为1 225、1 394、1 620、1 864、2 055、1 639、1 485、1 728 m·s^-1。树干内部缺陷筛查验证性试验表明，形成的应力波临界波速确定方法是可行的。     

应力波在树木不同角度纵截面的传播速度模型

研究应力波在立木内部纵截面上的传播规律及影响因素,建立传播速度模型。以浙江农林大学植物园内4个树种共计40株树木作为实验样本,采用Arbor Sonic 3D应力波成像系统测量应力波在不同角度纵截面上各点间的传播速度。结果表明:同一截面上任意2点间的传播速度随方向角的增大而增大;不同纵截面上任意2点间的传播速度与所在纵截面与径切面的夹角相关。对健康样本试验数据的拟合结果为v(θ,α)/v0≈kx2+1(0≤k≤1),k值取决于被测树木的物理力学参数;所有建立的回归模型决定系数R2均大于0.93,表明具有较高的拟合优度。不同树种应力波速度各不相同。纵截面上应力波传播规律与方向角θ和α相关,θ决定速度大小,α决定速度变化,即决定拟合方程二次项系数k的大小。健康树木纵截面上θ,α和v(θ,α)/v0满足如下关系:f(θ,α)=1+{[vl-(-0.2α2+1)vR]/vl}·θ2。对不同树种的检测结果均表明了该模型的有效性,在木材无损检测方向具有重要实际应用价值。     

Gash模型对冀北山地人工油松林树干径流特征的模拟

【目的】为了更好地研究冀北地区水文特征,验证Gash模型对该地区树干径流的模拟效果.【方法】通过长期野外样地监测和室内数据处理,对油松人工林林外降雨与林内穿透雨、林冠截留、树干径流进行拟合,运用Gash模型对该林分树干径流进行模拟.【结果】2013年围场油松人工林林内降雨量、树干截留和树干径流分别占降水量的69.75%,26.87%,3.38%,树干径流比例不大.模型对该林分树干径流模拟的整体效果一般,实测值和模拟值分别为0.73mm和0.55mm,相对误差为24.5%.【结论】Gash修正模型基本上能够反映该地区的树干径流实际情况,在该地区具有较好的适用性.     

油菜茎秆的粘弹性特性及本构关系的研究

割刀切割茎秆产生的冲击应力波传播到荚果,当应力幅值超过荚果的抗裂极限时,籽粒脱落引起收获损失.油菜茎秆的粘弹性质对应力波的传播具有很大的影响.通过测定油菜茎秆的粘性系数与弹性模量,采用三元件固体模型建立了油菜茎秆的粘弹性本掏关系,并分析了其应力、应变对时间的响应,从而得到了蠕变曲线及应力松弛曲线.为进一步研究茎秆中的应力波的传播规律,设计优化切割器参数以便减小收获损失,提供了重要数据.     

红松活立木内部腐朽程度的定量检测1）

在凉水实验林场（凉水国家级自然保护区）选取了21个红松活立木截面,用Arbotom应力波测试仪和Resistograph阻抗仪进行腐朽程度检测,得到两种检测方法的腐朽程度表征,即应力波传播速度与阻抗仪阻力曲线。用生长锥在各个横截面上分别取2根长度为25 cm的木芯,在实验室测得木芯质量损失率和含水率。然后利用最小二乘法分别建立应力波传播速度和阻抗仪阻力损失值与木材质量损失率的线性方程,进而分析应力波与阻抗仪检测表征与木材腐朽程度的关系。结果表明：应力波传播速度与质量损失率之间有较强的负相关关系（R＝0．698,P＜0．01）,且应力波检测结果需要根据影响因素进行适当修正。阻抗仪阻力损失值与质量损失率之间有显著的正相关关系（R＝0．851,P＜0．01）。两种方法都能有效地检测活立木的腐朽程度。     

大口径高压力复杂地形管道变形应力检测方法

中俄东线天然气管道具有超大口径、高钢级(X80)、高压力等级的特点,处于地质活跃的北部冻土与半冻土带,沿线易发生地质灾害,由此而来的非设计载荷会导致管道整体应力水平超过管道应变能力,给管道结构完整性与安全运行带来巨大挑战,采用高精度检测方法测量管道运行期间的应力是对管道进行安全评价的关键。针对中俄东线天然气管道的实际服役状况,在利用超声LCR波检测管道应力理论及方法的基础上,测量了超声LCR波在X80钢弹性变形及塑性变形中的传播时间,探究了超声LCR波在X80钢弹性变形及塑性变形中的传播规律。在中俄东线天然气管道投产运行之初,形成可靠适用的管道应力测量工程应用技术,为其今后运维中的安全评估提供了技术储备。(图5,参19)