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[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
张杨 马岩
为制备出在强度上满足医用条件的颈椎夹板,以微米级的木纤维为材料,通过对密度0.439 g/cm3、含水率12%~15%的毛白杨进行微观组织观察,发现木材内部呈现稳定的蜂窝状单向多孔结构,用其切削出平均厚度为52 mm的木纤维,具有良好的韧性和强度,经过模压可用于制造医用颈椎夹板。对木纤维不同铺装状态下的弹性模量进行计算,得出了在模压过程中纤维尺寸、密度、压缩量、施胶量、胶合程度等因素都会对夹板弹性模量产生一定的影响。
[期刊] 林业科学
[作者]
张杨 马岩 杨春梅
采用现代颈椎夹板设计理论,从微观结构研究薄木层积材特性,构造新型薄木层积材颈椎夹板。文中给出模压颈椎夹板的薄木最优尺寸,求出其理论弹性模量,给出对强度产生影响的相关系数,并推导出这些系数和薄木层积材颈椎夹板的弹性模量之间定量的数学关系和力学表达式,为颈椎夹板复合弹性力学的微观力学理论提供基础,并给出试验证明。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
张杨 马岩
阐述了微米木纤维作为一种木材加工材料,具有一定生物医用材料的特性。分析了微米木纤维颈椎夹板在医用上的相容性。通过对小兴安岭红松制备木纤维试样的SEM照片观察,发现木纤维材料的多孔结构与人体皮肤有很好的相容性,可提高颈椎夹板的弹性和韧性。在相容性控制上,根据不同密度的木纤维在一定气流作用下产生的压力,可计算出材料的透气率;而对木纤维材料标准重量的计算,可使颈椎夹板的重量满足医用的使用要求。实验得出:根据试样的微观组织分析以及参数的计算,在微米木纤维颈椎夹板模压时控制其模压密度,以达到其与人体皮肤的相容性。
关键词：
微米木纤维 颈椎夹板 相容性构成 计算
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
张扬 于志明 马君
为了研究断面密度分布(VDP)对纤维板弹性模量(MOE)的影响,该文采用分段函数模拟板材VDP,并利用弹性力学薄板理论和VDP模拟模型,建立纤维板MOE预测模型。结果表明:VDP模拟模型和MOE预测模型的计算值与实测值基本吻合;最高密度对应的厚度与板材MOE存在密切关系;不同于密度均质板材,非均质纤维板的MOE与板材厚度有关。说明VDP是影响纤维板MOE的一个重要因素,纤维板MOE预测模型具有一定的实用性。
关键词：
纤维板 断面密度分布 弹性模量 预测模型
[期刊] 林业科学
[作者]
张杨 马岩
【目的】研究微米木纤维医用颈椎夹板的力学性能,模拟颈椎夹板受到外力时的力学数值,分析其是否可以满足人体使用强度要求。【内容】选择直径为16μm的红松木纤维制备试验试样,对木纤维板进行三点弯曲力学性能测试,并运用扫描电镜(SEM)对其微观结构进行表征。利用ABAQUS程序对微米木纤维颈锥夹板进行压缩和冲击性能的模拟,并对其模拟结果进行分析。【结果】微米木纤维颈锥夹板沿上颈长度对应曲面由内向外压缩,后片的承载能力略高于前片;沿侧曲面由外向内压缩的抗压能力高于沿上颈长度对应曲面由内向外压缩的抗压能力。通过选用不
关键词：
微米木纤维 颈托 有限元 力学性能
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
余养伦 于文吉 张方文
为了预测厚胶合板弹性模量,通过简化层合板理论,该文建立了胶合板弹性模量预测模型,并以单板条、经过涂胶热压处理的单板条和相同工艺条件下的单板层积材的弹性模量,采用4种不同铺层方式的19层桉树胶合板对模型进行了验证。结果表明:3种预测值与实测值的趋势一致,相关系数R2顺纹在0.86以上,横纹在0.88以上,但是精度不同。采用单板条弹性模量预测的胶合板弹性模量比实测值偏低;采用经过涂胶热压处理后的单板条弹性模量预测的胶合板弹性模量比实测值偏高;采用相同工艺条件下的单板层积材弹性模量预测的胶合板弹性模量与实测值偏差较小,顺纹平均误差为4.64%,横纹平均误差10.94%。因此,采用相同工艺条件下的单板...
关键词：
厚胶合板 弹性模量 预测模型
[期刊] 林业科学
[作者]
郭志仁 张厚江 John F.Hunt 傅峰
薄板类中密度纤维板的弹性模量(MOE)是表征其力学性能的主要指标之一。传统都是采用简支静曲测试方法,该方法过程繁琐、消耗时间长(赵仁
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
张淑琴 费本华 余雁 邢新婷 王汉坤
为构建稳健、实用的木材纵向弹性模量预测模型,以人工林杉木木材为研究对象,分别测定了同一非标无疵小试样的气干密度、微纤丝角和顺纹抗拉弹性模量,构建了以木材密度或微纤丝角为单一变量及二者的特定组合为自变量的3种纵向弹性模量预测模型。结果表明,3种预测模型的预测精度存在显著差异。以密度与微纤丝角比值为自变量所构建的预测模型的决定系数最高、预测残差标准差最小。该模型证实,密度和微纤丝角共同影响木材的顺纹抗拉弹性模量。对于杉木,影响其顺纹抗拉弹性模量的关键因子是密度。
关键词：
密度 微纤丝角 纵向弹性模量 杉木
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
闫海成 张厚江 朱磊 孙燕良 刘祥熙
传统的薄型刨花板弹性模量测定方法都是对试件进行3点或4点静态弯曲变形试验,测定过程复杂,消耗时间长,并且对试件造成破坏。利用自行研制开发的基于悬臂自由振动和悬臂弯曲原理的薄板类木质材料力学快速测量仪,对3种规格的薄型刨花板的动态弹性模量和静态弯曲弹性模量进行检测,并对测量结果进行相关性分析,同时利用3点弯曲法测量了相同试件的3点弯曲弹性模量加以对比验证。结果表明:悬臂振动动态弹性模量均值大于悬臂弯曲静态弹性模量,且两者之间总体相关系数达到0.98,在0.01水平上呈显著相关;悬臂振动动态弹性模量与3点弯曲弹性模量间的总体相关系数达到0.75,在0.01水平上呈显著相关,说明可以利用薄板类木质材...
[期刊] 林业科学
[作者]
刘镇波 刘一星 于海鹏 袁俊奇
以市场上购买的气干核桃楸、水曲柳和红松板材为试材,采用基于打击音的快速傅里叶变换(FFT)频谱分析方法,检测试材的动态抗弯弹性模量,并与力学实验机测定的试材静态抗弯弹性模量作比较。结果表明:用声共振FFT快速自动检测实木板材的弹性模量具有普遍性意义,且比简单根据木材密度估计的方法提高了木材静弹性模量推测的准确度和精度。
关键词：
板材 无损检测 动态弹性模量
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
张怡卓 侯弘毅 潘屾
【目的】针叶材的管胞不仅具有输导养分的作用,而且具有较强的支撑能力,其管胞分布状态影响着木材力学特性。探究管胞分布状态与木材力学特征的内部关系对实现木材抗压弹性模量的预测有重要意义。【方法】本研究从针叶材管胞效应入手,设计了一套集光源发射、光斑采集与分析、木材遍历为一体的纤维角检测平台,构建了木材纤维角分布与其抗压弹性模量的数值关系模型。首先,利用最小二乘法拟合投射在木材表面激光光斑的椭圆轮廓,完成纤维角测量;然后,通过分析纤维角测量误差,选用系数为20的均值滤波方法以提高纤维角测量精度;通过对木材遍历采样,完成纤维角分布的采集;最后,以木材两个面上纤维角分布的均值、潜入系数与标准差为输入,以试样的抗压弹性模量为输出,构建了6输入1输出的4层神经网络,完成抗压弹性模量的预测。按照GB/T15777—1995《木材顺纹抗压弹性模量测定方法》加工了落叶松试样100个,应用检测平台采集了相应试件的纤维角分布后,采用力学试验机得到对应力学真值,按照3∶1的比例划分训练样本与测试样本。【结果】平均滤波次数选取20时,该设备纤维角采集测量误差达到0.65°以下;分别构建了以双面纤维角分布特征、单面纤维角分布特征以及双面纤维角分布特征均值为输入,抗压弹性模量为输出的网络预测模型。实验比较发现:以双面纤维角分布特征为变量的网络模型预测精度上优于其他两组,此时网络预测的抗压弹性模量准确率达到90.80%。【结论】应用纤维角分布特征可以实现针叶材抗压弹性模量的有效预测。最小二乘拟合与均值滤波法的结合可以有效、准确地表达纤维角的特征信息。纤维角的均值、潜入系数与标准差可以有效描述纤维角的分布特征。在构建木材抗压弹性模量时,木材双面的纤维角分布特征对其抗压弹性模量预测精度最高。
[期刊] 林业科学
[作者]
王正 顾玲玲 高子震 刘斌
【目的】应用频率法精确测量SPF规格材的弹性模量,探讨应用威布尔分布分析其弹性模量数据的可行性。【方法】从南京北美木屋有限公司一批SPF规格材中随机抽取容量为300的样本作为试件,采用弹性绳垂直自由悬挂方式的支承结构对试件实现自由梁,模态试验验证自由梁的精度。在瞬态激励下,通过测试试件一阶弯曲频率,得其弹性模量值;应用应力波法验证频率法测试结果的正确性。对其测试数据采用Weibull分布拟合检验、威布尔分布和正态分布的K-S检验、SPF规格材总体弹性模量在给定值下的概率计算和SPF规格材质量评价的概率分布方法进行研究。【结果】频率法和波速法测得的弹性模量具有较好的相关性;从威布尔分布和正态分布...
[期刊] 林业科学
[作者]
江泽慧 费本华 侯祝强 姜笑梅 骆秀琴
本文是关于针叶树木材弹性特性研究的理论分析。设定针叶树木材细胞主要由管胞和射线组成 ,根据管胞和射线细胞的解剖构造特征 ,建立了两端劈尖、矩形截面、中空的管胞模型与长方体状、中空的射线细胞模型。沿用MP层 (胞间层 +初生壁 )内与 3S层 (次生壁的S1、S2、S3层 )内力学性质相同 ,而MP与 3S层间力学性质相异的假定 ,利用管胞和射线细胞模型 ,导出了管胞和射线细胞纵向弹性模量的计算公式。同时 ,根据管胞和射线细胞在针叶树木材中的排列规律 ,结合线形弹性体串并联的特性 ,进一步给出了计算针叶树木材试件宏观纵向弹性模量的方法。本项研究从木材细胞的结构和弹性特性出发 ,分析研究针叶树木材...
关键词：
针叶树木材 管胞 射线 弹性模量
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
张淑琴 余雁 费本华 王汉坤
通过测定杉木木材薄片小试样的顺纹抗拉弹性模量和气干密度,计算管胞的纵向弹性模量,进而研究杉木管胞纵向弹性模量的株内变异规律及其与微纤丝角之间的关系。结果表明:杉木管胞的纵向弹性模量沿径向变异较大,靠近髓心处管胞的弹性模量较小;管胞的纵向弹性模量沿树干高度方向变化不大。杉木管胞的平均纵向弹性模量为44.06GPa;随着微纤角的增大,管胞的纵向弹性模量显著降低;当微纤丝角大于24°后,管胞的纵向弹性模量降低的幅度明显减缓。
关键词：
杉木 管胞 纵向弹性模量 微纤丝角
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
张杨 马岩
以薄木层积材木质材料替代国内外广泛采用的塑料与石膏来制作颈椎夹板,具有环保、绿色、与人体皮肤相容性好等优点,是利用可再生资源替代化石类资源的尝试。叙述了建立薄木层积材颈椎夹板空间曲面的通用数学模型,利用模型参数驱动的通用性,直接由模型方程输入人体颈部相关尺寸参数,即可获得不同人群所需的加工尺寸。实现薄木层积材在模压机床上的曲面加工,可以保证造型的美观和降低生产成本。通过VC++6.0对薄木层积材颈椎夹板造型进行仿真验证,结果表明:所建立的数学模型具有良好的精确性、通用性和实用性,为薄木层积材颈椎夹板加工系统的开发奠定理论基础。
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