【目的】研究木材剪切断口的断裂特征、断裂方向和分形曲线特征,计算剪切断口的分形维数;测量木材抗剪强度,利用线性回归探讨木材横向、纵向抗剪强度与分形维数的关系。【方法】以生长在黑龙江的杉松、银白杨、樟子松、白桦和紫椴为试验树种,根据纤维板生产和《造纸木片》(GB/T 7909—1999)对木片原料的尺寸要求,按照《木材物理力学试材锯解及试样截取方法》(GB/T 1929—2009),制作5种树种的剪切试验试件。通过剪切试验,采集木材断口形貌特征,获得断口分形曲线,测量木材断裂时所需的力。【结果】横向剪切试件时,无论试件是否软化,都沿剪切方向呈曲线断裂,断裂面高低不平;未软化的针叶材以弯曲较大的曲...

以杉松和银白杨为试验材料,利用三维扫描技术研究木材断口的分形特征。结果表明:三维扫描技术可以有效地分析木材断口分形特征;木材断口截面面积与其距离零点的距离的对数之间具有明显的线性关系;木材断口最高点与剪切工作截面之间断口部分的分形维数随剪切工作截面向断口底部移动而逐渐减小;不同树种木材断口分形维数之间存在具有统计意义的显著性差异,杉松和银白杨断口分形维数均值分别为2.050和2.091。

It is very difficult to characterize the fracture surface of wood with traditional way because of its irregularity and complexity. This paper, inspired from slit island method (SIM) and mass fractal method, proposes a new method, by which the change of sectional area with spatial location in wood fr...

This paper initially applied the non-destructive evaluation-computerized tomography and the fractal theory to research the feature of wood fracture. Pinus elliottii, Populus×canadensis cv. ‘I-214’ and Larix gmelinii were choosed as samples. The author established the logarithm-logarithm relationship...

【目的】研究高温中大截面承重木构件最外侧炭化层保护下内部受热区木材顺纹弦面抗剪强度及其劣化规律，为木结构抗火性能精细化设计和过火结构构件剩余承载力评估提供数据支撑。【方法】以木结构建筑常用进口兴安落叶松和花旗松以及强度等级较高、具有结构用材潜在应用价值的国产速生杨木3种木材为研究对象，采用环境试验箱内充满氮气的方法模拟绝氧环境，在20、50、70、110、150、200、220、250和280℃共9个温度水平下测试216个试件的顺纹抗剪强度，以及150、180和200℃下木材主要化学组分变化。【结果】木材顺纹抗剪强度随着温度升高而降低，常温时兴安落叶松、花旗松和杨木的顺纹抗剪强度分别为9.65、8.94和9.48 MPa,温度升至150℃时，分别降至初始值的60.7%、68.0%和65.6%,当温度高于150℃时，木材顺纹抗剪强度下降速度加快，280℃时兴安落叶松、花旗松和杨木的顺纹抗剪强度分别为1.05、0.91和0.61 MPa,仅为初始值的9.0%、10.2%和6.4%;木材主要化学组分中纤维素热稳定性最高，半纤维素热稳定性最低，常温时兴安落叶松、花旗松和杨木的半纤维素含量分别为25.3%、25.7%和16.3%,150℃时半纤维素开始热解，其含量减少1.3%～9.1%,温度升至200℃时热解加剧，其含量分别降低29.4%、18.6%和25.9%,高温中半纤维素严重热解是导致木材顺纹抗剪强度降低的主要因素；随着温度升高，密度对木材顺纹抗剪强度的影响逐渐降低，常温时木材抗剪强度-密度关系系数为14.2 MPa·(g·cm~(-3))~(-1),当温度高于200℃时，抗剪强度-密度关系系数降至1.1～3.1;高温中3种木材的相对顺纹抗剪强度劣化规律相似。【结论】高温对木材顺纹抗剪强度具有显著劣化作用，其主要原因是木材半纤维素含量大幅度降低；试验采用绝氧方式导致木材顺纹抗剪强度高温折减系数较欧标规定小；基于试验数据，提出绝氧条件下木材顺纹抗剪强度高温劣化模型。

为了定量描述仿球形水果表面轮廓间的差异,用周长-面积法研究水果的分形维数特征.取大小不同的温州蜜柑20个、麻阳冰糖橙17个和红富士苹果18个,设置3种水果花萼面和侧面2个方向上数字图像红色或蓝色分量阈值,将水果区域内外的红色、绿色、蓝色分量分别置为0和1,得到水果二值图像.以水果区域细化后的边界像素数和区域内像素数分别作为水果的周长和面积,以周长-面积法求得3类水果2个方向的分形维数.结果表明,3种水果花萼面的分形维数均比其侧面的分形维数小,花萼面分形维数间差异不明显,但侧面分形维数差异明显,表明仿球形水果的外形特征可用花萼面分形维数和侧面分形维数反映,但主要指标是侧面分形维数.

以山西吉县退耕还林工程中的刺槐林地、油松林地、山茱萸林地、次生林地为研究对象,以撂荒地、农地为对照,采用Microtrace S3500激光粒度仪对各地类0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm土层的团聚体粒径进行测定和分级,利用分形几何学方法对土壤团聚体的分形特征进行分析,并测定了各地类土壤有机质、全N、全K的含量,以探讨土壤团聚体分形维数与土壤养分的关系。结果表明:各地类土壤团聚体分形维数在2.22~2.60之间,平均值为2.44;油松林地和刺槐林地土壤团聚体分形维数随土层深度增加有递增趋势,农地和次生林地土壤团聚体分形维数随土层深度的变化不明显,而山茱萸林地土壤团聚体分形维数随...

本文对银杏 (GinkgobilobaL .)x射线木材密度曲线分形分析 ,结果表明 ,银杏木材密度的分形维数约在 1 4 43 0。分形维数直观地反映了木材密度年轮内和年轮间的变化规律 ,与年轮宽度有一定的联系 ,与木材密度本身关系不大。木材密度的分形维数一般由遗传因素控制 ,不同树种木材分形维数是相对固定的。木质材料的分形研究 ,是揭示其内在规律的有效方法

本文通过一个木材干缩实验 ,展示了木材多孔性的分形特征。用银杏 (GinkgobilobaL .)和板栗(Castaneamollissima)木材作试材 ,用逐渐升高温度的方式处理试样 ,同时称重和量取尺寸 ,可以获得不同温度之间的重量和体积变化值 ,由变化值和立方体边长的对数值得直线斜率。直线斜率反映了木材中空隙体积的分形维数。这种方法可以通过不同树种、不同温度状态下木材水分逸出过程空隙空间分形维数的变化 ,分析木材的干缩规律。建议分形理论可成为木材多孔性研究的有效途径

【目的】定量化评价果树的树体结构,为果树的合理整形修剪提供指导。【方法】基于分形理论,采用计盒维数的方法,将果树二维图像分形维数作为评价树体结构的指标,研究了长富2号、玉华早富、富红早嘎、烟富6号和丽嘎啦等5个苹果品种"Y"形幼树二维图像的分形特征。【结果】不同品种苹果幼树二维图像的分形维数有差异,同一品种果树正、侧视图像的分形维数存在差异,正视图的分形维数介于1.697～1.554,侧视图的分形维数介于1.699～1.563,同一品种侧视图的分形维数大于正视图,分形维数与果树枝条长度、数量呈正相关关系,5个苹果品种幼树二维图像的分形维数表现为长富2号>玉华早富>富红早嘎>烟富6号>丽嘎啦。【...

为了定量描述木材宏、微观细胞堆砌构造图案的特征,进一步获取更多有关木材宏、微观构造的无法定量描述的信息,对18种中国东北产木材树种的宏观弦切面、微观三切面构造图片进行了微分计盒维数分形分析。结果表明:1)木材细胞堆砌的宏观构造纹理和微观构造图案都具有分形特征,且能够很好地表征木材宏、微观构造纹理、图案的粗糙度和秩序度;2)与针叶树材相比,阔叶树材的宏观弦切面、微观三切面图案分形维数较高,说明阔叶树材宏、微观细胞堆砌构造图案较粗糙、秩序复杂;3)针、阔叶树材微观三切面构造图案的分形维数变化的一般规律为:横切面>弦切面>径切面;4)在部分类型细胞被替代的条件下,树脂道、管孔、木薄壁组织在不同程度上...

分形市场理论已被广泛用来解释市场运行，本文借助该理论研究沪深３００指数期货市场。数据样本取自２０１０年４月１６日到２０１５年２月２５日，共１１７７个交易日，以５分钟、１小时、日收益率序列作为分析对象，和正态分布比，发现它们存在尖峰肥尾现象，Ｈｕｒｓｔ指数值分别是０．５４８，０．６０２，０．７０３，显著大于０．５，Ｖ统计量分别是５７天、５９天、７１天。３种不同抽样频率的时间序列一致表明，我国股指期货市场具有持续性特征，考虑到样本空间有限性问题，非周期循环长度计算不会那么精确，可以认为存在一个５５—７５天的非周期循环长度。

同一环境１０年生火炬松种源试验林材性分析结果表明：①３ｌ个火炬松种源间顺纹抗压强度近似于正态分布，其均值幅度为２３．７～２９．７ＭＰａ，对照种源为２６．６ＭＰａ，处于中等水平。方差分析表明种源间顺纹抗压强度差异显著，但多重比较显示仅部分种源间有显著差异；顺纹抗压强度广义遗传力为０．６１８，种源内顺纹抗压强度差异大于种源间，说明在种源选择的基础上再进行个体选择，效果会更好。②基本密度、气干密度和绝干密度间相关极为显著，三者与高度相关，非破坏性取样测定基本密度可很好预估顺纹抗压强度值。③顺纹抗压强度值与胸径、材积负相关，顺纹抗压强度值与晚材率正相关，材性育种可选择生长快、晚材率高的种源、个体来解决...

分数阶积分是分形理论的一个重要分支,应用分数阶积分进行时间序列维数估计,其精度比box维数、量规法等方法高。在此方法的基础上,以金沙江上游石鼓站42年的流量数据为研究对象,对流量散点序列进行了分形分析,在初步证明洪峰散点序列是一种分形的前提下,将分数阶积分应用到洪水分期上,通过估算的维数确定洪水分期原则并定量划分了洪水的分期时间,论证了洪水分期的合理性,并将分数阶积分估算维数法与容量维数法进行比较。对比传统洪水分期方法,分形维数分期结果较为客观,受经验和人为影响较小,但是容量维数方法需要选择大量的洪峰点,分析计算的工作量很大,而分数阶积分具有运算方便、结果准确等优点,而且建立的分形函数关系方便...

分形理论作为描述自然界和非线性系统中不光滑和不规则几何形体的有效工具 ,如何将其应用到林学与水土保持等学科中去 ,是目前学术界正在研究的热点问题 .为此 ,该文在对分形理论进行概述的基础上 ,列举了描述分形维数的一般形式及计算分形维数的主要方法 ,包括标尺法、半方差法、PSD法 ,以及根据测度关系、相关函数、分布函数等方法求分维 .对每一种方法的含义、基本模型及在相关领域的应用进行了阐述 ,并对分形理论的应用前景做了简单的评述