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[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
柯栋方 辛振波 张厚江 彭林
【目的】我国有大量的木结构古建筑，在现场对古建筑木构件正常木材的物理力学性能给予方便的检测评估，是古建筑木结构日常保护、修缮和安全评估的刚性需求。本研究对敲击声信号引入机器学习算法处理，力图将便捷的敲击方式应用于古建筑木材物理力学性能的无损检测。【方法】以北京某皇家古建筑拆修下来的4段落叶松旧木构件为原材料，加工无疵试件，首先探究木试件尺寸、密度对敲击声信号的影响，试验测定木试件的密度、抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗压强度等物理力学性能参数；然后对试验采集的敲击声信号进行梅尔频率谱系数（MFSC）特征提取，以敲击声MFSC特征为输入、试件物理力学性能为输出，构建古建筑木材物理力学性能卷积神经网络（CNN）评估模型。【结果】试件尺寸对敲击声信号没有影响，密度较高试件的敲击声信号的主峰频率较高；失活层对模型性能有较为明显的影响，失活层失活率为0.2时的拟合效果最佳；所建立的模型对古建筑木材物理力学性能的评估效果良好，密度、抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗压强度评估值与真实值之间的决定系数分别达到0.873、0.819、0.746、0.860。【结论】本研究构建的基于敲击声MFSC特征CNN模型，对古建筑木材物理力学性能进行检测评估是可行的。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
张厚江 朱磊 孙燕良 王喜平
为在不损害木构件功能情况下,于现场快速、有效地检测评估出构件材料的主要力学性能,以北京圆明园正觉寺鼓楼拆卸下来的落叶松材为试验对象,对力学试件进行应力波传播速度、微钻阻力、密度等检测,力图以微钻阻力与应力波速度平方的乘积(应力波-阻力模量)作为评估木构件材料力学性能的指标。经过与传统力学性能检测方法的检测结果对比发现:应力波-阻力模量与被测材料主要力学性能指标之间有较好的线性相关性,它与材料弹性模量、抗弯强度、顺纹抗压强度的决定系数分别为0.5056、0.2609、0.4773。为了更好地使应力波-阻力模量这个参数服务于古建筑木构件材料力学性能的快速检测与评估,建议使用95%置信度回归方程作为...
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
薛紫荞 王雪花 周亚琴 陈梦奇 黄琼涛
对比了奥克榄Aucoumea klaineana,椴木Tilia europaea,单瓣豆Monopetalanthus sp.等3种木材在同一炭化条件下物理力学性能的变化,探究负压轻炭化处理木材的可行性与实际效果。将3种木材分别置于真空炭化箱内以160℃, 0 MPa的条件处理3.0 h,然后将木材按照国标规定的木材物理力学试材锯解及试样截取方法加工,之后分别测量木材的密度、色差、冲击韧性、抗弯强度、抗弯弹性模量、硬度、干缩率和湿胀率。结果表明:在该炭化工艺下单瓣豆的体积干缩系数降低了16.00%,尺寸稳定性有较大改善;抗弯强度增加了18.00%,径面、弦面和端面硬度分别增加了19.00%, 33.00%和50.00%,冲击韧性损失24.00%。负压轻炭化能够在一定程度上改善木材的尺寸稳定性,并且使其物理力学性能不受太大损失。
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
郎倩 陈鹤予 佘颖 武国峰 蒲俊文
以速生杨木为研究对象,通过木材改性剂对速生材浸渍强化处理,使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱分析仪、傅氏转换红外线光谱分析仪对改性前后的木材进行表征,并分析改性前后木材的物理性能。结果表明:经木材改性后,速生材物理性能显著提高。X射线衍射仪数据表明,木材改性剂使木材结晶度从39.65%降到36.89%,能谱分析仪结果显示:氮(N)氧(O)碳(C)元素在木材内部分布均匀,扫描电子显微镜谱图分析了木材改性剂在木材管孔中的分布,最后红外光谱图表明改性剂与木材内部集团发生交联反应,并且羟基数目大量减少。图4表1参7
关键词：
木材学 速生木材 木材改性剂 化学改性
[期刊] 林业科学
[作者]
刘君良 江泽慧 孙家杰
Poplar lumber (Populus ussuriensis) is impregnated with low molecular weight PF resin, then it is heated and compressed so that the resin is fixed in wood. The wood is called surface compressive wood. This paper measured the index of physical mechanical properties. The result show that the avera...
关键词：
酚醛树脂 杨木 密度 强度
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
廖立 涂登云 李重根 周桥芳 张少川 吴向阳
采用185℃温度对尾赤桉木材进行了热处理研究,并对处理材和素材进行了物理、力学性能对比研究。结果表明:热处理提高了尾赤桉木材的尺寸稳定性,在环境温度30℃,相对湿度45%～90%变化范围内,处理材含水率的变化比素材降低了30.6%,顺纹、径向、弦向尺寸变化率分别减少了25.4%、25.2%、33.8%;处理后顺纹抗压强度降低了14.8%;径切面、弦切面、端面的硬度分别升高了33.1%、12.8%、1.4%;抗弯强度降低了43.8%;弹性模量增加了37.2%。
关键词：
尾赤桉木材 热处理 物理力学性能
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
张云岭 杜红岩 关倩
为增强杜仲全树开发的力度，提高木材利用价值，按照国家行业标准对杜仲木材的密度、顺纹抗压强度、硬度和握钉力４个力学指标进行了研究。结果表明：杜仲木材的密度范围在０．６３～０．７０ ｇ／ｃｍ３之间，平均密度为０．６７ ｇ／ｃｍ３；顺纹抗压强度平均达４７．７２ Ｎ，显著高于黄榆木、文县杨；平均硬度达６２１５．５０ Ｎ；握钉力为４９．９２ Ｎ／ｍｍ。杜仲木材具有较好的力学性能，是优良的商品木材原料，可广泛用于家具制造、木质工艺品、建筑等领域。
关键词：
杜仲 木材 力学性能
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
岳孔 陈强 贾翀 程秀才 汤丽娟 刘伟庆 陆伟东
对速生杨木和兴安落叶松进行工业化高温改性处理,并对高温改性材及空白试件等560个试件在4种相对湿度(60%、70%、80%、90%)下的平衡含水率及各力学性能参数(顺纹抗压强度、顺纹抗压弹性模量、抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗剪强度)进行测试,建立了不同湿度下材料的力学性能指标体系.结果表明:改性材和空白试件的平衡含水率均随着环境湿度的升高而提高;各力学性能指标均随着环境湿度的升高而降低,且基本呈线性下降;与未处理的空白试件相比,木材经高温改性后,其平衡含水率降低,顺纹抗压弹性模量、抗弯弹性模量等刚度指标提高,与木材剪应力无关的顺纹抗压强度提高,与木材剪应力关系密切的抗弯强度和顺纹抗剪强度等下降.
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
邢雪峰 李善明 金菊婉 林兰英 周永东 傅峰
【目的】探究高能微波处理对木材抗弯弹性模量、抗弯强度和弯曲塑性功的影响，并阐明处理材在静态弯曲载荷过程中的损伤演化与破坏规律。【方法】利用高能微波设备，采用60、80、100 kW·h/m~3这3组微波能量密度水平对含水率为50%～70%的辐射松锯材进行处理。在声发射（AE）系统的实时监测下进行三点弯曲抗弯弹性模量、抗弯强度和弯曲塑性功的测试，并且结合试件断裂破坏截面形貌与AE参数特征分析对比处理材与未处理材在不同加载阶段的损伤演化。【结果】未处理材抗弯弹性模量和抗弯强度平均值分别为5 520和61.7 MPa，高能微波处理材的抗弯弹性模量和抗弯强度平均变化率均小于10%。但高能微波处理均显著提高了木材的弯曲塑性功。相较于未处理材，60和100 kW·h/m~3处理材的弯曲塑性功分别提高了12%和16%；而80 kW·h/m~3处理材的弯曲塑性功最大，相较于未处理材的提高了22%。AE测试结果显示：随着微波能量密度的增加，处理材AE信号首次出现时间不断提前，首个损伤稳定增长阶段的持续时间、塑性变形阶段的累计振铃计数增长速率、幅度和能量活跃度逐渐增加。由此表明，在弯曲载荷作用的过程中，处理材拥有更高的损伤增长速率与应力重组效率，细胞壁产生了更多的屈曲与坍塌破坏，木材内部裂纹迅速扩展，减弱了应力集中效应，因而在一定程度上增加了木材弯曲塑性功。试件破坏形貌验证了AE测试结果，与未处理材相比，处理材的拉伸区域、中性层与压缩区域的断面形貌更加粗糙。【结论】适当的高能微波处理可在仅小幅改变木材抗弯弹性模量、抗弯强度的前提下，显著提高木材弯曲塑性功，将为高能微波处理材的应用提供新思路。研究方法与结果能够有效地展示高能微波处理材的损伤演化特征，并将为木质材料损伤演化的相关研究提供参考。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
李悦明 黄国忠 王波 高学鸿 孙占辉 潘睿
2010—2022年,古建筑火灾事故频繁发生,对珍贵历史文物的保护提出了巨大挑战。为应对这一挑战,该研究提出一种基于图像超分辨率技术的消防危险品检测模型,用于识别易燃物品和可燃物品。在实际应用中,应准确归类危险品,并精确定位危险品的位置,由于普通摄像头图像的分辨率均较低,因而采用图像超分辨率生成对抗网络(super-resolution generative adversarial network, SRGAN)算法重建图像;此外,引入坐标注意力机制提高检测精度,并使用完整交并比(complete intersection over union, CIo U)损失函数加速模型训练。这一综合方法可有效检测古建筑区域内的消防危险品。使用测试数据集对该模型进行了一系列实验,结果表明:改进后的模型具有0.830的平均精度均值(mean average precision,m AP)和0.940的精确率;在服务器上,该模型的推理速度高达92 FPS(frames per second)。该文提出模型有效且高效,为古建筑火灾防控工作提供了强大的技术支持。
[期刊] 保险研究
[作者]
刘天卓 产慧贤
近几年古建筑群火灾事故的数据显示人为因素是关键诱因，为了引导投保人积极防灾，本文引入委托代理理论和博弈模型探讨古建筑群火灾保险契约模型设计。以往灾害保险合同设计只考虑灾害发生概率和损失大小，契约双方满足最优风险分担条件，并且可以得到保费与赔付函数的相关性质。加入投保人防灾努力和激励约束的契约模型，由于不对称信息，契约双方无法达到帕累托最优条件，并且投入防灾努力会加大投保人的风险分担。为了落实防灾行为，本文借鉴博尔奇经典博弈模型，引入绩效机制，在双方的对弈中加入监督要素和奖惩措施，得到重罚可以预防欺骗，加强监督和奖励会加大投保人的保费支出的结论。最后，建议调控保费、加大监督力度、引入政府第三方力．．．
关键词：
古建筑群 防灾努力 委托代理 绩效博弈
[期刊] 林业科学
[作者]
刘美宏 闫琦铭 訾龙博 雷亚芳 闫丽
【目的】采用糠醇-环氧植物油复合改性方法，改善糠醇改性降低木材韧性的问题，促进其在建筑结构领域的应用。【方法】将环氧大豆油和环氧亚麻油2种环氧植物油以不同添加量与糠醇溶液复配制备浸渍液，采用满细胞法处理毛白杨木材，获得不同环氧植物油添加量的糠醇-环氧植物油复合改性材。利用扫描电镜（SEM）和傅里叶红外光谱（FTIR）探究糠醇、环氧植物油在木材细胞结构中的分布规律，揭示其化学反应关系。分析复合改性材的力学性能变化，优选适宜增韧剂添加量。【结果】复合改性材SEM观察并结合其增重率和密度测试结果（显著增加）证明，糠醇树脂和环氧植物油可浸渍到木材细胞结构中。FTIR分析表明，环氧植物油与糠醇发生开环反应。与糠醇改性材相比，环氧大豆油添加量为20%（质量分数，下同）时，复合改性材气干/吸水饱和的弦向和体积湿胀率降低幅度最大，分别降低36.9%、20.0%和35.9%、30.7%，且抗湿胀系数（ASE）最大；环氧亚麻油添加量为40%时，复合改性材气干/吸水饱和的弦向和体积湿胀率降低幅度最大，分别降低52.5%、65.6%和41.5%、46.0%，且ASE最大，环氧植物油加入能够显著提高糠醇改性材的尺寸稳定性。环氧大豆油和环氧亚麻油添加量为20%时，复合改性材的抗弯强度（MOR）和静态硬度提高幅度最大，与糠醇改性材相比，分别提高17.9%、25.3%和30.0%、25.1%。环氧大豆油和环氧亚麻油添加量为40%时，复合改性材的抗弯弹性模量（MOE）提高幅度最大，与糠醇改性材相比，分别提高22.7%、21.1%。与其他力学性能相比，环氧植物油对糠醇改性材的韧性提高幅度最大。环氧大豆油和环氧亚麻油添加量为40%时，复合改性材的冲击韧性分别提高88.7%、59.8%。环氧植物油添加可显著提高糠醇改性材的MOE、MOR和静态硬度，改善其韧性下降问题。【结论】环氧植物油添加量20%的复合改性材物理力学性能最优。环氧植物油与糠醇发生开环反应，其长柔性脂肪链引入糠醇树脂链中可改善糠醇改性降低木材韧性的问题，且可进一步提高其物理力学性能。
[期刊] 中国林业科学研究院
[作者]
董梦妤
开展古建筑和出土饱水木材的测年、树种识别及其细胞壁结构变化机理的研究,将为揭示木材背后的文化及社会背景提供科学依据,同时也将为古建筑和出土饱水木材的加固与保存技术的发展提供重要科学基础。本论文分别以山西12座古代木结构建筑中41份木构件的木材样品作为地上木质遗存的代表,并以浙江良渚遗址群3个代表性遗址出土的79份饱水木质文物的木材样品作为地下木质遗存的代表,通过放射性同位素分析与木材树种识别技术,阐明山西古代木结构建筑和浙江良渚遗址群木质器物的基本用材原则,并通过木材细胞壁微观构造与化学结构研究,揭示不同
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
喻云水 贺微粒 李立君 赵仁杰
为实现竹胶合板模板力学性能的优化,以竹胶合板模板纵、横方向的静曲强度和弹性模量作为力学性能优化评价的基本指标,运用正交试验与数值模拟相结合的方法,构建了竹胶合板模板工艺参数和力学性能指标的二阶响应面模型。基于该响应面模型,利用Pareto遗传算法对竹胶合板模板力学性能进行多目标优化,获得了10个Pareto解。通过对10个Pareto解与初始值力学性能进行比较与分析,结果表明:纵向静曲强度平均提高了12.80%;横向静曲强度平均提高了14.75%;纵向弹性模量平均提高了14.11%;横向弹性模量平均提高了8.59%。
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
莫珏 马中青 聂玉静 马灵飞
选取4～6年生的毛竹Phyllostachys edulis材为原料,采用热压机对毛竹材进行高温快速热压处理,研究不同热处理温度(225, 250, 275, 300, 325, 350和375℃)下竹材物理力学性能的变化。结果表明:随着热处理温度的升高,竹材平衡含水率和气干密度明显下降(P体积干缩率的变化率>径向干缩率的变化率;当温度达到375℃时,弦向全干干缩率下降了86.81%,径向全干干缩率下降了83.60%,体积全干干缩率下降了83.95%,达各向的最大值。热处理温度升高,竹材顺纹抗压强度、抗弯强度和抗弯弹性模量均先增加后减少,其中,顺纹抗压强度在375℃时达最小值(63.78 MPa);抗弯强度在250℃时达最大值(151.00 MPa),在375℃条件下达最小值(61.85MPa);抗弯弹性模量在300℃时达最大值(10 487.44 MPa),在375℃时达最小值(7 071.14 MPa)。认为竹材接触式快速热处理工艺提升了竹材尺寸稳定性和力学性能。图4参27
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