竹材在压缩大变形下的力学行为Ⅰ.应力-应变关系

以毛竹为对象，研究了竹材在不同温度及约束条件下沿径向、弦向和轴向压缩大变形下的力学行为，建立了描述竹材在压缩大变形下的应力－应变关系。试验表明，竹材在径向施压和统向施压下具有相同的力学行为，其整个大变形过程可分为三个阶段：线弹性阶段、屈服后弱线性强化阶段和幂强化阶段。     

水热预处理软质材内部水分移动及压缩剖面形态的响应规律

以朴木、桦木、番龙眼3种相对软质材地板坯料为研究对象，研究层状压缩中水热预处理工艺对其厚度方向水分移动、分布的影响规律，以及与其压缩横断剖面形态的响应关系。结果表明：1）浸水温度高，进水量多。朴木、桦木进水量大小关系为，桦木≤朴木（20℃）、桦木<朴木（40℃）、桦木>朴木（60℃），两者均显著高于番龙眼；进水速率变化规律为，浸水1 h内，迅速降低，在2～4 h内趋于平缓。2）木材浸水后密度，近表面高、近心层低；水分进入深度影响因素相关性的大小关系为，树种>浸水温度>浸水时间。3）热压预热温度175℃，调整浸水、热压预热时间，可实现3种木材表层、中间层、中心层选择性压缩。其中，预热20 s：木材实现表层压缩；预热200 s：中间层压缩；预热600 s：中心层压缩。     

霍普金森试验下沙柳顺纹动态力学特性分析

为研究沙柳顺纹方向的动态力学特性,利用分离式霍普金森压杆试验技术对沙柳顺纹浸泡材、生材和气干材的动态力学性能进行研究,分析应变率效应对试件动态力学性能的影响。将不同类型的沙柳顺纹试件在平均应变率为300,500和800 s-1条件下的动态屈服应力进行了比较并分析了原因,阐述了沙柳顺纹试件在动态压缩试验中的阶段特性,得到了3组试件分别在不同平均应变率条件下的破坏形态并分析了其形成原因。对试验结果分析后发现,沙柳顺纹方向具有较明显的应变率效应。在同一平均应变率条件下,沙柳顺纹材的动态屈服应力依次为浸泡材生材气干材。沙柳顺纹方向的动态应力-应变响应特性可分为弹性变形、塑性坍塌和失稳压溃3个阶段。3组沙柳顺纹试件在较高平均应变率的冲击载荷作用下均被压溃形成细小的片状碎屑,但是由于浸泡材和生材中的水分与纤维之间的摩擦力作用,使这两组试件中的细小片状碎屑仍黏在一起,未出现散落现象。     

落叶松木材API胶粘剂弦径面胶接强度的差异

对落叶松木材水性高分子异氰酸酯 (API)胶粘剂弦径面胶接强度进行了研究。结果表明 :落叶松木材API胶粘剂弦径面胶接强度存在着差异 ,落叶松木材API胶粘剂径切板胶合强度试件的常态压缩剪切强度是弦切板的 1 4 1倍 ,而反复煮沸压缩剪切强度径切板的却比弦切板的低。落叶松木材本身弦径面顺纹抗剪强度和剪切强度率的试验结果表明 :造成落叶松胶合强度试件弦径面常态压缩剪切强度存在差异的根本原因在于落叶松木材本身弦径向的强度存在差异 ,木材径向的强度比弦向的大 ,文中对这造成这种差异的原因进行了分析     

有限差分法逆求木材导热系数

【目的】提出一种基于有限差分法逆求木材导热系数的方法，以期弥补传统测量法设备复杂、价格高昂的不足，为后续建立导热系数的回归方程提供可靠数据。【方法】运用一维热传导控制方程描述木材升温过程中内部温度变化。以兴安落叶松弦切锯材为对象，通过试验获得锯材沿厚度方向的温度数据(温度检测：使用NEC Remote Scanner Jr． DC3100多点信号巡检仪通过埋入锯材的 T形热电偶获得)，采用有限差分逆求法，合理化边界条件后编程求解其在不同含水率、不同温度下的径向导热系数(其中，控制方程离散后的导热系数差分矩阵采用追赶法求解，所有差分方程均在 Matlab2010b软件编程并运行)，探讨并分析其随含水率、温度的变化规律。【结果】1)兴安落叶松锯材径向导热系数计算值沿厚度方向存在一定波动性，但其平均值0.1061 W·m －1 K －1(标准差0.0108)符合实际要求，且与理论计算值(0.1109，0.1252W·m －1 K －1)较为接近；2)含水率、温度对导热系数影响显著，且前者影响高于后者(含水率与温度的 F－检验分别为126.9421，99.0083)；含水率、温度共同作用对导热系数亦存在显著影响(交互作用的 F －检验为164.2975)；导热系数随含水率的升高而增大，随温度的升高亦增大；3)木材材性与内部含水率分布对导热系数的影响较大。【结论】通过试验获得木材内部可靠的温度分布与变化数据后，运用有限差分逆求法可快速、准确获得内部与测温点相对应位置的导热系数，尽管计算值存在一定波动性，但其平均值与理论计算值相吻合，说明运用该方法测算木材导热系数是可行的。相比传统导热系数测量方法，该方法最大优势在于经济且不受试样尺寸限制；同时，可以测算试样内部任意层位置导热系数。今后为提高测算精度，木材内部由于水分迁移产生的热量变化与材性差异应考虑使用该方法；同时，为推广此方法，将程序可视化亦是今后研究的方向。     

弦乐器指板常用热带硬阔叶木材的声学振动性能分析

【目的】分析弦乐器指板常用热带硬阔叶木材的声学振动性能,归纳总结指板用木材的声学振动性能要求,为寻找可替代树种或对人工林木材进行功能改良以替代传统指板用木材提供科学依据。【方法】采用X-射线剖面密度测试仪表征木材一个生长轮内早晚材的密度差异及沿径向密度分布的均匀性;利用超声波微秒计测试木材声传播速度;运用模态分析法测试木材的共振频率和扭转频率,根据矩形截面Euler-Bernoulli方程计算木材声学振动参数。【结果】乌木绝干密度为1 180 kg·m~(-3),阔叶黄檀绝干密度为810 kg·m~(-3),东非黑黄檀绝干密度为1 320 kg·m~(-3);弦乐器共鸣板用硬槭木绝干密度为660 kg·m~(-3),非乐器用木材辐射松绝干密度为480 kg·m~(-3)。乐器用木材一个生长轮内早晚材及相邻生长轮之间密度差异较小,材质均匀。指板用木材轴向和径向声传播速度均低于硬槭木和辐射松。硬槭木顺纹与横纹的声传播速度比为3.2,声学各向异性较优。乌木、东非黑黄檀和阔叶黄檀的动态弹性模量(E')分别为18.2、16.8和14.8 GPa,指板用木材的E'均大于14.0 GPa。指板用木材的比动态弹性模量(E_(sp))均小于18.0 GPa,硬槭木和辐射松的E_(sp)分别为24.5和26.8 GPa,均高于指板用木材。乌木、阔叶黄檀和东非黑黄檀的声辐射品质常数(R)分别为3.21、5.08和2.58 m~3·Pa~(-1)s~(-3),硬槭木和辐射松的R分别为7.17和9.41 m~3·Pa~(-1)s~(-3)。指板用木材的声阻抗(ω)、对数衰减系数(λ)和损耗角正切值(tanδ)均高于硬槭木和辐射松。指板用木材的声学转化率(ACE)和E'/G'均低于硬槭木。乌木、阔叶黄檀、东非黑黄檀、硬槭木和辐射松的动态剪切模量(G')分别为1.97、1.72、2.58、1.21和1.09 GPa,指板用木材的G'均大于硬槭木和辐射松。【结论】指板用木材绝干密度均大于800 kg·m~(-3)。木材密度与其声学振动性能存在一定函数关系,选材时密度和声学振动性能需共同考虑。与共鸣板相比,指板选材对木材声学振动性能的要求远低于共鸣板。在声学振动性能方面,木材的E'和G'是指板选材的主要评估指标,要求尽量选择E'和G'大的木材,E'越大,指板抵抗不同弦张力所引起的弯曲变形能力越强; G'越大,指板抑制不同弦张力所引起的扭转变形能力越强。木材的E_(sp)、R、ACE、E'/G'、λ、tanδ、ω等声学振动参数可不作为指板选材的主要评估指标。     

空心胶合木柱轴心受压性能研究

【目的】节能环保理念越来越受关注,木材作为绿色环保的可再生建筑材料可应用在工程中,目前国内木建筑中应用的木柱主要局限于原木圆柱,为了提高木材利用率,同时降低成本,改善受力性能,满足工程需要,提出一种新型的空心胶合木柱,并进行试验研究分析。【方法】使用相同尺寸拱形锯材作为骨架,利用环氧树脂胶粘剂进行胶合,制作3根空心胶合木柱试件进行轴心加载受压试验,研究空心胶合木柱的轴压力学性能,在试验过程中通过仪器记录应变、应力和位移等数据,主要分析木柱的竖向与横向应变、竖向与侧向位移、稳定承载力等特性,并利用ABAQUS有限元软件进行建模对比分析,探讨木柱最终破坏特征。【结果】空心胶合木柱破坏形态主要是整体压屈破坏,达到极限荷载80%左右时,承载能力快速下降,侧向位移随荷载增加而迅速增大,加载过程中存在多个增长台阶;与同截面积原木圆柱比较,理论承载力提高了4.3%,计算得承载能力稳定系数为0.9,材料缺陷对轴心承载力有影响;通过有限元建模分析,材料在弹性阶段理论值与试验值吻合程度较好。【结论】空心胶合木柱应用在实际工程中是可行的,能够满足工程使用需求,充分利用小型锯材,提高了木材利用率,降低了成本,相较于原木圆柱受力性能更好。     

压缩工艺对毛白杨脲醛树脂胶浸注改性效果的影响研究

对毛白杨木材浸注脲醛树脂胶制备压缩改性木材中的主要影响因素及相关工艺参数进行初步探索与试验,并在实验结果基础上讨论了各因素对制作工艺及其性能的影响。结果表明:①影响板材性能由主到次因素的顺序为压缩率-热压时间-热压温度;②在试验参数范围内较好的工艺参数为热压温度140℃、热压时间20min、压缩率50%;③在试验参数范围内热压时间对试件增重率、含水率、树脂留存率影响显著,而热压温度对试件增重率影响显著,压缩率对试件密度、变形回复率、吸水厚度膨胀率影响显著。     

伐区剩余物收集成型设备压缩装置的研究

合理利用伐区剩余物是解决能源短缺的有效手段，伐区剩余物收集成型设备可自动高效收集利用伐区剩余物。压缩机构是伐区剩余物收集成型设备中一个重要的组成部分，它的功能直接影响装置的运行。介绍伐区剩余物收集利用技术的现状；通过对木捆运动状态的分析，得出压缩机构螺旋轨道的枉坐标方程，是装置工作效率、螺旋轨道圈数及柴油机选取的依据。     

农用小型汽油机燃用沼气技术措施的实验研究

介绍沼气的成分和特性,分析压缩比、点火能量和点火提前角等因素对火花点燃式沼气汽油机的影响,针对上述因素对小型165F 汽油机进行改装,并采用蓄电池点火装置提高点火能量,对改装后的汽油机进行运行试验,比较汽油机在不同参数下的运行状况,试验结果表明沼气应用于改装后的汽油机上,性能接近于改装前的性能,验证沼气在小型汽油机上燃用的可行性。     

获得土体回弹模量的方法研究

指出了回弹模量做为一种表征土体却荷回弹性质的参数，室内土工试验可以获得，但试验周期较长，成本较高，因而只有在重要工程中才要求试验测试，一般工程只要求测试土体的压缩模量。通过搜集45套回弹模量与压缩模量的试验数据，在统计分析的基础上进行了回弹模量取值研究，成功的建立了回弹模量经验模型，模型计算值与试验测试值吻合程度很好，为获得回弹模量提供了一种新途径。     

软质木材的表面密实化

探讨软质木材表面密实化的理想状态和途径,研究用酚醛树脂浸渍、再进行不同程度压缩木材的表面密实化效果.试验结果表明,浸渍压缩后木材密度从表层到内层的分布呈现一定的梯度,表面密度均高于内层密度和平均密度;试件的表面硬度、耐磨性和尺寸稳定性均有不同程度的提高.     

基于PRO/E和ADAMS的伐区剩余物压缩装置的设计

利用PRO/ENGINEER软件绘制出直观的三维立体模型。将PRO/ENGINEER模型导入到ADAMS中,建立齿轮啮合力仿真模型。利用ADAMS对模型进行动力学仿真,得出速度、转矩和啮合力曲线。通过对仿真结果进行分析,在理论上确保传动机构的可行性和合理性,为压缩装置各项运动参数和结构参数的优化设计提供依据。     

景观动态研究概述

文章综述了近年来景观生态学国内外研究进展，对景观动态特征进行了分析，从景观稳定性、景观动态的驱动因素、景观变化对生态环境的影响、景观变化分析方法和动态模拟5个方面阐述了景观动态变化。     

毛白杨速生材压缩密实化工艺初步研究

以河北平原地区普遍种植的速生毛白杨木材为对象,通过压缩密化处理,测定素材和处理材的物理力学等性能,分析各因素对回复率的影响,寻找压缩密化的较优工艺条件。结果表明：饱水试件进行微波软化处理后,热压温度180℃左右、热压时间2．5h、压缩量为50％时所得试件性能较好。     

人工林软质木材表面密实化新技术

采用一种新型木材改性处理剂，分别以改性异氰酸酯浓度5％、10％、15％、20％，对美国人工林火炬松（Pinus taeda）进行表面密实化处理。结果表明，随着树脂浓度的增加，无论是冷水浸泡还是煮沸，木材的吸水厚度膨胀率和压缩变形恢复率明显降低。表面密实化后，火炬松处理材的MOR和MOE值分别比素材提高43．9％和30．1％；水浸24h和煮沸2h后的湿状抗弯性能比素材略低，干状抗弯性能明显比素材高，MOR分别高28．0％和25．76％；MOE分别高22．55％和27．79％。改性异氰酸酯浸渍处理后的表面密实化木材，具有一定的阻燃效果；表面耐磨耗性能和表面硬度亦明显改善。