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[期刊] 林业科学
[作者]
蒋佳荔 吕建雄
采用动态热机械分析仪(DMA Q800),在一系列恒定温湿度场(温度:25~90℃,湿度:0~93%)中测定不同含水率(0~19.39%)人工林杉木木材试样的贮存模量和损耗因子在550 min湿热耦合作用过程中的经时变化,研究湿热耦合作用对木材动态黏弹性的影响。结果表明:湿热耦合作用可以降低木材半纤维素和木质素的玻璃化转变温度。对于全干材试样,没有出现木材软化现象;对于含水率为5.88%~13.36%的木材试样,可在40~60℃温度域内观察到半纤维素的湿热软化现象;对于含水率为9.08%~19.39%的木材试样,当温度高于50℃时可观察到木质素的湿热软化现象。研究表明,升高温度或增加木材含水率...
[期刊] 林业科学
[作者]
符韵林 赵广杰
为弄清二氧化硅/木材复合材料的动态黏弹性,通过动态热机械分析仪研究不同增重率的二氧化硅/木材复合材料松弛过程的转变温度及力学损耗角正切的变化。结果表明:二氧化硅/木材复合材料的松弛过程数量减少,直接溶胶-凝胶法制备的二氧化硅/木材复合材料,α松弛过程的转变温度随着增重率的增加而向高温方向移动,增重率为0,5.10%和28.00%的α松弛过程的转变温度分别为75.2,76.8和93.6℃;α松弛峰的峰值减小,增重率为0,5.10%,12.63%和28.00%的α松弛过程的损耗角正切值分别为0.043,0.041,0.033和0.03。加硅烷偶联剂法制备的二氧化硅/木材复合材料,随着增重率的增加,...
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
于子绚 江泽慧 王戈 张文福 陈复明
为研究竹束单板层积材在不同温湿度环境下的力学行为,利用慈竹竹束单板和酚醛树脂制备了竹束单板层积材,通过20,36和60℃下的吸湿测试,研究了该材料的吸湿特性及湿热过程中弯曲性能和压缩性能变化。结果表明:竹束单板层积材吸湿前期符合Fick扩散;室温下随着吸湿量和吸湿时间增加,弯曲性能和压缩性能衰减先快后慢,最终趋于稳定;HRH=100%时,温度越高力学性能衰减越明显,且高温高湿环境下的弯曲破坏具有明显的剪切破坏特征,表明温度和吸湿量决定了竹束单板层积材力学性能的衰减。
关键词：
重组竹 湿热老化 吸湿特性 力学性能
[期刊] 林业科学
[作者]
蒋佳荔 吕建雄
采用高温干燥、低温干燥和真空冷冻干燥方法对杉木人工林木材进行干燥处理,测定3种干燥处理材在不同含水率平衡态的动态黏弹性质。测定的温度范围为-120~40℃,频率范围为0.5~10 Hz。结果表明:1)随着含水率增加,木材的贮存模量E′随温度升高而降低的程度增大,其中高温干燥处理材的贮存模量降低程度最小;2)在测定温度范围内观察到2个力学松弛过程,较高温度域的α力学松弛过程是由低分子质量的半纤维素发生玻璃化转变引起的,低温域的β力学松弛过程是基于木材细胞壁无定型区中伯醇羟基的回转取向运动与吸着水分子的回转取向运动两者叠加而成的;3)力学松弛过程的损耗峰温度随着含水率的增加而降低,随着测量频率的增...
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
蒋佳荔 吕建雄 赵广杰
为了弄清楚不同化学试剂处理引起木材内部分子构造的变化及其分子的运动状态,该研究针对杉木试材,采用动态粘弹性分析仪,测定了含水率在纤维饱和点状态下脱木素处理木材、DMSO处理木材和非晶化处理木材以及素材,在-100～10℃、0.5～10Hz的动态粘弹性.研究结果表明:①在-100～10℃范围内观察到两个松弛过程,-30℃附近的α松弛过程和-100℃附近的β松弛过程;②频率越高,损耗模量峰值对应的温度越高,贮存模量随着温度的升高而降低;③α松弛过程中非晶化处理木材的活化能最高,DMSO处理木材次之,脱木素处理木材与素材接近;④木材发生α松弛过程的主要原因是吸着水分子的回转取向运动,发生β松弛过程的...
[期刊] 林业科学
[作者]
黄荣凤 高志强 吕建雄
木材压缩是提高软质木材密度、强度和硬度,改善木材物理力学性能,扩大木材应用范围的有效方法。本文针对湿热软化下的木材压缩问题,从木材软化机制、软化特性、软化点的确定、热板加热下的传热传质特性、层状压缩的形成和压缩变形固定等方面分析木材压缩技术的研究现状、进展以及存在的问题。木材细胞壁的成分和组织构造是影响木材软化和压缩变形的主要内在因素,而湿和热则是影响木材压缩变形的外在因素。木材是一种具有弹塑性的天然高聚物。干燥木材缺乏塑性,水分和热量都能对木材组分起到增塑作用,特别是在湿热共同作用下增塑作用更加显著。木
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
战剑锋 顾继友 蔡英春
为了研究木材常规干燥过程黏弹性应变的发展模式与相对数量级,并为准确区分黏弹性应变与机械吸附应变提供理论依据,该文在实验室条件下对50 mm厚兴安落叶松板材进行常规干燥,使用切片法测定沿厚度方向的横纹弦向干缩应变、弹性应变、黏弹性应变的一维分布情况与变化趋势。基于高聚物与复合材料黏弹性理论,重点定性分析了木材干燥过程中干燥介质温度、蠕变恢复时间、干燥阶段等因子对木材厚度方向不同位置黏弹性应变特性的影响。结果表明:在环境平衡含水率保持在特定水平下,干燥介质温度水平与测定的拉伸弹性应变极值间具有一定正相关性;木材干燥过程中黏弹性应变的发展模式与弹性应变类似,经充分恢复后黏弹性应变的数值略大于弹性应变...
[期刊] 林业科学
[作者]
谢拥群 陈瑞英 杨庆贤 廖益强 张璧光
应用不可逆过程热力学研究木材干燥过程热质迁移及其耦合效应。根据不可逆过程的熵的产生率推导出含有耦合效应的传热传质关系式 ,提出湿度梯度不仅引起水分物质流 ,也引起热流 ,以及驱动水分物质流的力应是扩散势梯度。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
蒋佳荔 吕建雄
该文研究了不同含水率平衡态下杉木人工林木材的动态粘弹性质.测定的温度范围为-120~40℃,频率范围为0·5~10Hz.结果表明:①随着含水率增加,木材的贮存模量随温度升高而降低的程度增大.②在测定温度范围内观察到两个力学松弛过程,较高温度域的α力学松弛过程是由低分子量的半纤维素发生玻璃化转变引起的;低温域的β力学松弛过程是基于木材细胞壁无定型区中伯醇羟基的回转取向运动与吸着水分子的回转取向运动两者叠加而成.③力学松弛过程的损耗峰温度随着含水率的增加而降低,随着测量频率的增加而向高温方向移动.④力学松弛过程的表观活化能随着含水率的增加而减小.
[期刊] 林业科学
[作者]
闫薇 张彬 傅万四 周建波
【目的】分析原态竹材对环境温度和相对湿度的应变响应,为原态竹材的尺寸稳定性和环境适用性研究提供基础依据。【方法】以我国6个城市的年均温度和相对湿度为基础数据,通过湿热图谱研究原态竹材的湿热应变行为,采用静态应变仪采集直径相似(96.52 mm±1.46 mm)但长度不同(500、400、300和200 mm)原态竹材依次经历6个阶段温湿度变化(5℃、66%; 13℃、50%; 20℃、70%; 20℃、80%; 30℃、80%; 9℃、36%)过程中端部和中部的周向应变以及原态竹材的轴向应变数据,分析讨论温度、湿度和长度对原态竹材应变响应行为的影响。【结果】初始状态应变值设定为零,竹材水分蒸发收缩时应变为负,吸湿膨胀时应变为正,当温湿度骤然下降时,试样端部和中部膨胀应变急剧减小甚至开始收缩。竹材的周向应变为-500～3 000με,轴向应变为-50～225με。原态竹材端部周向应变较敏感,中部周向应变出现滞后现象。长度为500和400 mm试样端部和中部的最大应变差较大,相比300和200 mm试样端部应变差差异显著;较短试样端部和中部的应变差从正值缩小为零后变为负值,端部和中部应变行为出现此消彼长现象。【结论】原态竹材能够对温湿度变化做出即时响应,温度、湿度和长度对原态竹材的应变响应具有明显影响,温度的影响主要依赖湿度导致竹材含水率变化来体现。周向应变与轴向应变行为相似,但明显大于轴向应变,端部对温湿度的响应更为敏感,中部响应有滞后现象,长度越长的竹材内部干缩或湿胀应力越不均衡。温湿度变化引起原态竹材内应力不均衡是原态竹材应变不均甚至开裂的主要原因。
[期刊] 林业科学
[作者]
孙丰波 费本华 江泽慧 程海涛 于子绚 常祥祯
木质材料的动态黏弹性是指在交变的应力、应变作用下发生的滞后现象和力学损耗(徐有明,2006),是影响材料加工利用的重要因素。研究表明:木材在不同的含水率下,或经干燥、压缩等不同处理后,其动态黏弹性均会发生改变(蒋佳荔等,
关键词：
γ射线 竹材 辐照 动态黏弹性
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
张垚 贾思林 吴正光 寇长江 郭翔宇
再生骨料是一种将建筑垃圾中的混凝土块等废料加工而成的再生产品，它可以替代部分天然骨料加入沥青混合料中铺筑路面，有助于减少对天然石材的开采，降低沥青路面的成本。为了研究再生粗骨料沥青混合料的黏弹性特征，针对4种取代率的再生骨料沥青混合料，采用不同频率和温度下的动态模量试验，通过Sigmoid函数建立动态模量和相位角的主曲线，探究再生骨料的掺量（0%、17%、37%、56.7%）对AC-20沥青混合料动态黏弹性特性的影响变化。研究结果表明：在相同频率、相同温度下随着再生骨料掺量的增加，沥青混合料的动态模量减小，这种现象在低温高频条件下表现得更为明显。低温和常温条件下（–10、5、20℃），沥青混合料的相位角随着再生骨料掺量增大而减小，随着频率增加而减小，在中高温条件下再生骨料掺量的变化对沥青混合料相位角的影响规律并不统一。通过动态黏弹性拟合参数结果分析发现Sigmoid模型的拟合参数变化趋势与再生掺量增幅之间存在着较大的相关性。该研究聚焦于道路工程中建筑垃圾资源化利用的环保设计需求，可为建筑垃圾应用于道路养护工程提供试验参考，可作为教学案例应用于工程领域的研究生课程。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
张琳楠 秦太验 李晓娟 朱伯靖
在线弹性裂纹研究基础上,将热弹塑性对控制方程和边界条件的非线性影响作为伪载荷处理,使得弹塑项以伪体积力和伪面力形式出现,进而将磁电热弹耦合材料三维裂纹弹塑性问题转化为解时域超奇异积分方程问题。针对矩形裂纹,基于裂纹前沿奇性应力分析结果,通过将广义位移间断未知函数表达为基本密度函数与多项式之积,为超奇异积分方程组建立了数值方法。对典型例子进行数值计算,得到裂纹前沿广义应力的变化规律,表明将热弹塑性对控制方程和边界条件的非线性影响作为伪载荷处理是正确的。
[期刊] 林业科学
[作者]
李安鑫 吕建雄 蒋佳荔
【目的】比较不同生长轮木材早材黏弹性,探讨全干密度、管胞胞壁率、微纤丝角等因子与木材黏弹性之间的关系,从细胞水平理解木材黏弹行为的作用机制。【方法】以人工林杉木为研究对象,采用X射线剖面密度仪、ZEISS Imager A1显微镜、X射线衍射仪、动态力学分析仪(DMA 2980)分别测定第3、6生长轮(心材)以及第14、18生长轮(边材)早材的全干密度、管胞胞壁率、微纤丝角、弹性模量、贮存模量和损耗模量。【结果】1)边材(第14、18生长轮)的全干密度比心材(第3、6生长轮)略高,4个生长轮管胞胞壁率无明显差异,微纤丝角随树龄增加呈减小趋势。2)早材的弹性模量、贮存模量和损耗模量均随树龄增加而增大,微纤丝角与弹性模量、贮存模量、损耗模量呈显著负相关关系。3)在本研究测量温度范围内(-120～120℃),4个生长轮早材均出现2个力学松弛过程:一是在10℃附近的α力学松弛过程,关于其分子运动归属目前尚无统一定论;二是在-40℃附近的β力学松弛过程,是基于木材细胞壁无定型区中伯醇羟基的回转取向运动引起的。不同生长轮之间的力学损耗峰温度几乎无差异。4)随测量频率(1、2、5和10 Hz)增加,β力学松弛过程的损耗峰温度移向高温方向,α力学松弛过程的损耗峰温度并不随测量频率增加而改变,即无频率依存性。5)与位于边材区域(第14、18生长轮)的早材相比,位于心材区域(第3、6生长轮)的早材发生力学松弛过程所需的表观活化能均较大,可能是由于杉木心材相较于边材有更多的抽提物,抽提物的沉积限制细胞壁中分子链段运动所致。【结论】微纤丝角是影响不同生长轮内早材刚度和阻尼的关键因子,心材与边材表观活化能的差异可能是抽提物沉积所致。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
蒋佳荔 吕建雄
该文采用高温干燥、低温干燥和真空冷冻干燥3种干燥方法分别对杉木人工林木材进行干燥处理。用动态力学分析仪测定了3种干燥处理材在温度-120~250℃,测量频率1、2、5、10 Hz的动态粘弹性。结果表明:①储存模量和损耗模量均表现为高温干燥处理材最大,真空冷冻干燥处理材最小。②高温干燥处理材和低温干燥处理材的损耗模量温度谱中,从高温至低温方向可依次观察到3个力学松弛过程,其分子运动归属分别是木材细胞壁非结晶区中聚合物的微布朗运动、木材细胞壁聚合物分子的扭转振动和木材细胞壁无定型区中伯醇羟基的回转取向运动。③真空冷冻干燥处理材的损耗模量温度谱可观察到4个力学松弛过程,新增加的松弛过程是由木素分子的...
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