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[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
徐鹏飞 张厚江 辛振波 袁江玉
【目的】为了评估树木的风载安全性，研究树木在风力作用下的横力弯曲，确定树干横截面形状、树轮、缺陷等因素对树干弯曲中性轴的影响。【方法】采用欧拉–伯努利梁假设，推导了通用弯曲中性轴倾斜角计算公式。随后设计了树干模型，模型包括3种外轮廓（圆形、椭圆形、随机形状）和两种内部结构（多层同心、圆形缺陷），并采用不同的弹性模量模拟材料属性的变化。最后进行数值模拟，采用随机森林算法分析、预测数值模拟的结果，确定各个因素的重要性。【结果】在树轮模型中，质形偏心距<4 mm的比例超过97%，各因素影响质形偏心距的重要性为早晚材弹性模量比>树轮数量>偏心距与基圆半径之比>截面圆度；偏转角（实际弯曲中性轴倾斜角相对均匀截面弯曲中性轴倾斜角的偏转角）均<0.5°，且<0.08°的比例高于97%，影响树干弯曲中性轴倾斜角的重要性为载荷方位角>截面圆度>偏心距与基圆半径之比>树轮数量>早晚材弹性模量比。在缺陷模型中，质形偏心距<5 mm的数量约占总数的80%，在5～15 mm之间的约为15%,> 15 mm的约为5%，各因素影响质形偏心距的重要性为缺陷半径>缺陷树干与正常树干弹性模量之比>偏心距与基圆半径之比>截面圆度；偏转角<1°的比例超过90%，但在极限情况下偏转角也可达到50°，影响弯曲中性轴倾斜角的重要性为载荷方位角>截面圆度>偏心距与基圆半径之比>缺陷半径>缺陷树干与正常树干弹性模量之比。【结论】树轮对树干弯曲中性轴的影响很小，横截面轮廓形状、缺陷对其影响较大。在进行树干受力检测计算时，可忽略树轮的影响，但要考虑树干横截面形状和缺陷的影响。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
姜立春 蒋雨航
以黑龙江省七台河市林业局金沙林场114株人工兴安落叶松树干干形数据为例,利用非线性混合模型技术拟合Max-Burkhart分段削度方程。结果表明:当利用SAS软件的PROC NLMIXED模块对Max-Burkhart模型进行拟合时,引入随机参数b1、b2、b3时模型拟合最好;随机参数b1与冠长率和冠长呈负相关,与树冠高度呈正相关;随机参数b2与冠长率和冠长呈正相关,与树冠高度呈负相关;随机参数b3与冠长率、冠长、树冠高度没有显示出相关性。利用随机参数b1、b2、b3与树冠特征的相关性构建了含有冠长率、冠长和树冠高度变量的3个模型,并且所有模型的参数估计值都是显著的,这充分说明冠长率、冠长和树...
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
陈强 郎健珂 王丽峰 王解军
【目的】竹、木结构使用越来越广泛,传统竹、木结构跨度、结构尺寸和承载力受到材料特性多因素影响,大多以钢木、木混等组合居多,竹木组合结构很少,对竹木组合结构受力特性研究甚少。揭示竹木组合梁结构受力特性与承载力计算关系。【方法】以原木为骨架,利用环氧树脂胶合剂连接竹集成材一种竹-原木组合梁试验模型,采用结构尺寸和特性一致的3根原木梁和3根竹-原木组合梁,进行了三分点加载受弯对比试验,分析两种结构梁的破坏形态、极限承载力、抗弯刚度和应变变化规律。【结果】1)原木梁和竹-原木组合梁均发生脆性破坏,两种原材料天然缺陷对受弯承载力有较大影响。2)跨中截面沿高度应变仍基本符合平截面假定,说明竹材和木材能够协同工作。3)竹-原木组合梁相比原木梁组平均值抗弯承载力提高了38.8%,刚度提高43.3%,跨中挠度增加24.2%。4)竹原木组合梁受弯承载力计算简式的理论计算与与试验结果进行对比,竹-原木组合梁极限承载力相比原木梁提高37.36%与试验结果提高38.8%,平均误差值在5%以内。【结论】说明竹片充分发挥抗拉性能,抗弯刚度和承载力均有较大提高;假定推理出了数值模拟与试验结果吻合较好,该研究成果对于竹-木组合结构设计以及在木结构工程中的应用提供了试验和理论依据。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
辛士冬 姜立春
【目的】采用非线性分位数回归方法构建樟子松树干削度方程,并对比分析9个分位数(τ=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9)模型和传统的非线性回归削度方程的预测精度。【方法】以七台河市林业局金沙林场154株人工樟子松干形数据为研究对象,选取简单削度方程、分段削度方程和可变指数削度方程,利用非线性回归和非线性分位数回归方法构建樟子松树干削度方程。采用确定系数(R~2)、平均误差(MAB)、相对误差(MPB)、均方根误差(RMSE)为统计指标对构建的削度方程进行对比分析。【结果】(1)在9个分位点(τ=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9)下的各削度方程都可以收敛,分位数回归方法可以灵活预测各分位点树干曲线的变化。(2)与非线性回归相比,基于中位数(τ=0.5)时的各削度方程在拟合过程中表现最好,其中以可变指数削度方程表现最优。(3)检验结果也表明:相对于非线性回归的各削度方程,基于中位数(τ=0.5)的简单削度模型的MAB和MPB均下降26.7%,RMSE下降19.9%;基于中位数(τ=0.5)的分段削度方程和可变指数方程预测能力较强。(4)中位数回归的各削度方程在树干大部分的预测能力都优于相应的非线性削度方程。【结论】分位数回归方法是一种稳健的建模方式,基于中位数(τ=0.5)的可变指数削度方程的预测精度最高,适合该区域樟子松树干干形的预测。
关键词：
樟子松 分位数回归 削度方程 预测精度
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
何书琴 槐文信 曾玉红
温排水问题为环境水力学的典型研究课题,研究温排水运动水域的流场温度场分布情况,无论是对温排水工程规划设计,防止热污染,还是对生态环境保护等都具有重要的科学意义。采用曲线坐标系下平面二维数学模型对连续弯道温排水问题进行了数值模拟,通过相同流速比下连续弯道中3种不同排放形式(左岸、右岸和中心排放)温度等值线图的比较,相同排放形式不同流速比时温度等值线图的比较,表明建立的数学模型能合理反映温排水运动规律,可以用于温排水运动的模拟。
关键词：
温排水 混合有限分析法 连续弯道
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
魏文礼 洪云飞 刘玉玲 蔡亚希
【目的】对两沟道氧化沟内水下推动器、曝气转盘同时运行时,增设弯道导流墙后沟内的流场及流速分布进行研究,以期提高沟内水流混合能力并降低能耗。【方法】在试验模型右侧增设弯道导流墙,并采用数值计算的方法求解气-液两相流时均方程,紊流模型采用RNG模型,自由水面捕捉采用VOF(Volume of fluid)法,速度与压力耦合方程组求解时使用SIMPLE(Semi-Implicit Method for Pressure-Linked Equations)算法,对氧化沟内的流场及流速分布进行模拟研究。【结果】数值模拟表明,在水下推动器、曝气转盘同时运行时增设弯道导流墙后,氧化沟内的流场及流速分布更加均...
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
闫一野 陈海峰 张士玺
以小型实验用木材压干窑为模型,基于Fluent软件对设备内部流场进行初压缩模拟和压缩结束后模拟,得到设备不同层面上的风速,并对每组风速进行比较,得出设备参数不变情况下的最优流场的风速,并预测不同压缩量下各种风速对流场均匀性的影响。
[期刊] 林业科学
[作者]
裴铁璠 郑远长
应用系统论方法．从连续方程出发推演出次降雨通过林冠的穿透降雨、树干径流和林冠截留三个过程模型均为ｎ＋１阶常系数微分方程。用方程表述穿透降雨和树干径流过程，旨在揭示林冠分配降雨特征与动态规律。以穿透降雨为例，其模型模拟结果与实验比较，相对误差不超过２％，与野外观测比较，多次平均相对误差为６％。笔者发现次降雨通过林冠这一多孔介质的穿透降雨、树干径流过程与电学中Ｒ－Ｌ－Ｃ电路暂态过程的方程具有同一形式。
关键词：
林冠,分配降雨,过程模拟,模型
[期刊] 林业科学研究
[作者]
白静 张怀清 刘闽
以槐树为例,构建了合轴分枝树木可视化模拟系统。根据可视化模拟的需要,指出了所需的形态结构因子及其与IFS因子的对应关系。以实测形态参数数据为依据,结合Logistic生长模型,基于IFS算法构建了槐树的三维模型。并以Direct X9.0为三维可视化平台,使用C#语言,采用面向对象设计思想完成了合轴分枝树木可视化模拟系统开发,实现了合轴分枝树木形态参数、生长模型参数设置以及模型输出等系统功能,较好模拟出合轴分枝树木静态与动态的三维可视化模型。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
杨涛 王解军 宁凡 饶真宇
为了增强结构整体性与耐久性,节省材料,降低造价,提出一种理论上适合工程应用的正交胶合木T梁这一新的构件形式。采用兴安落叶松板材和结构胶,制作了正交T梁、平行T梁(高跨比1/7.6)及矩形梁(高跨比1/9.2)共3组试件,进行静力弯曲承载力试验,对比分析各类构件的应变、挠度及极限承载力。结果表明:1)3类梁受弯时均为中部顺纹剪切破坏,正交T梁的抗弯承载力比矩形梁提高了33%,比平行T梁低30%;2)基于刚度等效原则,提出了将正交T梁等效为平行T梁,然后采用Rammer抗剪强度公式来计算其弯曲剪切强度的策略;3)分析表明所提出的策略合理、可靠,扩展了Rammer公式的适用范围。研究成果可为工程应用提供理论依据。
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
李小城 牛智有 刘梅英 刘晋
为能在设计小麦收获机械时提供相关参数和指导小麦优种筛选相关抗弯性能指标与评判方法提供理论依据,选择不同品种收获期小麦茎秆的不同部位为研究对象,根据三点弯曲原理,采用美国FTC公司生产的TMS-PRO型质构仪测定在不同标距、含水率和加载速率条件下小麦茎秆的弹性模量和抗弯刚度,并分析其相关变化规律。结果表明:在同一小麦品种中,茎秆中部的弹性模量和抗弯刚度均比上部大;标距、含水率和加载速率均对小麦茎秆抗弯刚度有极显著影响;标距和含水率对小麦茎秆弹性模量有极显著影响,而加载速率对其弹性模量影响不显著。
关键词：
小麦茎秆 弹性模量 抗弯刚度
[期刊] 林业科学
[作者]
宋魁彦 王逢瑚 宋宇宏
木材从力学角度上看是一种粘弹性材料 ,从结构上看又是一种多孔材料 ,木材的这个特性 ,可以使其进行简单的弯曲 ,但是要获得较小的弯曲曲率半径 ,首先应强化木材软化机理的研究 ,增大木材的塑性 ;其次研究木材软化处理后的顺纹压缩机理和压缩技术 ,使木材在顺纹压力的作用下 ,细胞壁中微纤丝之间产生滑移 ,导致木材细胞壁的壁层纵向产生褶皱 ,木材在弯曲力矩的作用下 ,弯曲时的受压面形成褶皱 ,受拉面形成展皱 ,在允许的形变范围内获得较小的弯曲曲率半径。本文研究结果表明 ,试件尺寸为 2 80mm× 1 6 5mm× 1 6 6mm时 ,经过水热软化处理后 ,顺纹压缩率达到 2 4 % ,试件回弹...
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
姚珺 李明 汤楚宙 刘逸帆
以湘杂芒2号、芒/南荻杂交种、2年生南荻无性繁殖苗和3年生南荻种子苗为试验对象,测量、计算芒草不同节间含水率、外径、原始截面面积、茎秆截面惯性矩、最大荷载、弹性模量、抗弯刚度等,研究芒草茎秆的弯曲特性。结果表明,湘杂芒2号、芒/南荻杂交种、2年生南荻无性繁殖苗和3年生南荻种子苗的茎秆最大弹性模量分别为6377.07、5162.36、1694.72和1364.92 MPa,最大应力分别为88.37、103.48、39.07和38.25 MPa。4种芒草的弯曲性能差异大,在设计切割、粉碎、夹持机构时,需根据最大值来确定设计参数;芒/南荻杂交种第8茎秆部位置的应力103.48 MPa可取为粉碎设计参...
关键词：
芒草 茎秆 弯曲 力学性质
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
张福宏 陈举师 高杨 汲银凤
为有效地减轻煤层干式钻孔粉尘污染,改善现有粉尘防治效果,运用SolidWorks联合DesignModeler建模,采用Fluent对煤层干式钻孔粉尘运动进行数值模拟。研究发现:粉尘颗粒自孔底产生后,在环状狭缝射流及钻杆持续转动的双重作用下,向孔口方向高速喷出。随着粉尘颗粒在钻场内不断运动,粉尘扩散速度逐渐降低,粉尘质量流率不断减小,R-R分布指数缓慢增大,粉尘中位径及R-R特征粒径先增大后减小。粉尘质量浓度随时间推移先逐渐增大至最大值,而后围绕该最大值小幅波动;沿程先迅速上升至最大值,而后急剧降低至较小值,再逐步缓慢降低。该研究可为煤层干式钻孔粉尘控制装置结构参数的设定提供指导。
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