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[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
刘光林 李光辉 孙晔 方益明
为了提高应力波技术在活立木无损检测应用领域的可行性,分析了应力波在健康树木中的传播规律,并建立了应力波传播速度数学模型。针对银杏Ginkgo biloba等不同树种的健康树木进行了多组实验,并利用树木断层成像技术对提出的应力波传播速度模型进行验证。结果表明:在健康树木中,方向角θ与传播方向速度vT和径向速度vR比值之间的关系为vT/vR≈-0.2θ2+1,与所提出的理论模型吻合,方向角θ与应力波传播速度之间的线性回归模型拟合度较高,决定系数高于0.95。提出的应力波传播速度模型不受树种变化影响。
[期刊] 林业科学
[作者]
翁翔 李光辉 冯海林 杜晓晨 陈方翔
【目的】研究应力波在不同树木径切面内传播速度的变化情况，建立传播速度模型，以期进一步认识应力波在树木径切面内的传播规律及其影响因素，为树木内部缺陷的三维成像技术提供理论依据。【方法】首先通过理论分析，建立应力波在树木径切面内的传播速度模型；然后以浙江农林大学植物园内８类有代表性的树种（香樟、枫香、乐昌含笑、鹅掌楸、响叶杨、悬铃木、松树、白杨）为试验材料，在样本径切面上，采用Ａｒｂｏｔｏｍ应力波木材无损检测仪测量与径向成不同角度方向的应力波传播时间，计算不同角度方向上的应力波传播速度，并对健康样本径切面内沿方向角θ的应力波速度ｖθ和径向应力波速度ｖ０的比值ｖθ／ｖ０与方向角θ之间的关系进行回归分．．．
关键词：
应力波 径切面 传播速度 无损检测 树木
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
张春晓 冯海林 李光辉 王燕凤 杜晓晨
研究应力波在立木内部纵截面上的传播规律及影响因素,建立传播速度模型。以浙江农林大学植物园内4个树种共计40株树木作为实验样本,采用Arbor Sonic 3D应力波成像系统测量应力波在不同角度纵截面上各点间的传播速度。结果表明:同一截面上任意2点间的传播速度随方向角的增大而增大;不同纵截面上任意2点间的传播速度与所在纵截面与径切面的夹角相关。对健康样本试验数据的拟合结果为v(θ,α)/v0≈kx2+1(0≤k≤1),k值取决于被测树木的物理力学参数;所有建立的回归模型决定系数R2均大于0.93,表明具有较
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
魏喜雯 孙丽萍 许述正 杨扬 杜春晓
【目的】研究应力波在原木上传播速度变化情况,建立不同方向角和纵截面夹角的应力波传播速度模型,以期进一步认识应力波在原木不同方向角度纵截面内的传播规律,为树木内部缺陷的二维成像技术提供理论与实验依据。【方法】首先通过理论分析,建立应力波在原木不同方向角度纵截面的传播速度模型;然后以东北地区4种具有代表性的树种为样本,采用Arbotom应力波木材无损检测仪测量应力波在不同方向角、不同截面夹角和不同方向角度纵截面上的传播速度,对健康原木样本的应力波传播速度v (α)与方向角α,应力波传播速度v (β)与截面夹角β,以及应力波传播速度v (α,β)与α和β之间的关系进行回归分析。【结果】在同一纵截面上,应力波传播速度随方向角的增大而增大,水平方向速度最小;在同一方向角度的不同纵截面上,应力波传播速度随截面夹角的增大而减小,径向传播速度最大。健康样本实验数据的拟合结果与理论数学模型非常吻合,决定系数均大于0.87,显著性P都小于0.01,模型都具有较高的拟合优度。针对落叶松原木试样,人工设计了直径为7.5 cm的空洞缺陷,利用相关系数0.97,均方根误差17.81的健康多元回归模型v (α,β)=109.2α~2-182.1β~2+36.78α~2β~2-34.76α~2β~4+1 627进行二维成像。当应力波传播路径位于原木的健康区域时,传播速度随方向角和截面夹角的变化趋势满足该模型;但当应力波经过原木的缺陷区域时,传播速度明显降低,不再符合正常情况下的传播速度模型。基于二维成像结果,图像的拟合度高达92.06%,测量缺陷空洞的误差率为8.63%。【结论】应力波在健康原木不同角度纵截面上传播的多元回归模型对树木内部缺陷检测具有很好的指导作用,利用该模型结合二维成像技术,能准确地检测出原木内部缺陷位置和大小,为三维成像技术提供了理论与实验依据。
[期刊] 林业科学
[作者]
杨学春 罗菊英
通过应力波测试仪对健康的杨树和落叶松原木试件进行检测试验,研究应力波在这2种原木试件中径向、弦向和纵向(原木心材和边材)传播速度之间的关系以及径向传播速度和直径、弦向传播速度和检测角之间的相关关系。结果表明:在这2种树种中,应力波径向传播速度和原木直径呈正相关,原木纵向边材传播速度比相应心材中的要大,弦向传播速度与检测角呈现二次函数关系。通过试验分析得出应力波在原木纵向心材和边材传播速度与径向传播速度比的域值。
关键词：
杨树 落叶松 原木 应力波 传播速度
[期刊] 林业科学
[作者]
徐华东 王立海 游祥飞 刘铁男 杨学春
为进行立木无损健康检测,采用Arbotom应力波成像系统、Resistograph针式阻抗仪和RSM-SY5超声仪对4个树种共计120株树分断面进行测试,研究超声波和应力波在立木108个无缺陷断面传播速度变化规律,并对比分析二者的差异和相关性。结果表明:1)采用8个测点对立木测试时,超声波和应力波在立木无缺陷断面具有类似的传播规律,即沿Path A(相邻两传感器)传播时速度最低,沿Path D(径向传播)传播时速度最高,从Path A到Path D传播速度呈递增的变化趋势;2)对于小叶杨、榆树、旱柳、水曲柳4种立木,Arbotom测得的无缺陷断面应力波径向传播速度平均值分别为788.46,1 ...
[期刊] 林业科学
[作者]
高珊 王立海 王洋 徐华东
为提高冬季木材缺陷判断的可靠性和准确性,实现冬季木材利用的最大化,选择来自哈尔滨林业试验基地的10个东北林区的主要树种,进行应力波在立木冻结与常温状态下传播速度的比较研究。结果表明:冻结状态下立木的应力波纵向传播速度高于常温状态约16.50%,径向传播速度高于常温状态约22.48%,且应力波在冻结与常温状态下的立木内传播速度二者之间存在较强的线性关系;冻结状态下,应力波的传播速度受含水率的影响显著(相关系数多数在0.8以上),而常温状态下没有显著影响。
[期刊] 林业科学
[作者]
王立海 王洋 徐华东
为了研究应力波在原木横截面上传播时应力波波速的变化规律及其影响因素,选择柞木、红松、臭冷杉和大青杨4个树种的原木为试验材料,在原木的横截面上,测试不同弦向角所对应的应力波波速,并用MATLAB软件对弦向角和应力波波速进行曲线拟合。结果表明:1)随着弦向角的增加,应力波在柞木、红松、臭冷杉和大青杨原木横截面上的传播速度均呈3次曲线趋势增加;2)当弦向角大于36°时,应力波在大青杨原木横截面上的传播速度最快,在柞木原木横截面上的传播速度最慢;3)应力波在柞木、红松、臭冷杉和大青杨原木横截面上的径向最大传播速度分别为1109.0,1220.4,1245.8和1618.3m·s-1。
关键词：
应力波 无损检测 弦向角 传播速度
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
刘昊 高建民
为了用应力波检测木材含水率,采用ARBOTOM应力波测试仪测量了木材径向不同位置上的试件在不同含水率(0~65%范围内)条件下的应力波纵向传播速度。结果表明:木材中应力波传播速度随含水率的下降而增加;当含水率低于纤维饱和点时,传播速度随含水率下降增加较大,其中山毛榉的增幅为17.4%~19.5%,落叶松的增幅为18.2%~20.8%;当含水率高于纤维饱和点时,传播速度随含水率下降增加较小,其中山毛榉的增幅为6.0%~7.9%,落叶松的增幅为8.0%~10.6%。当含水率相同时,应力波在同一树种木材不同位置上的传播速度不同,这与木材不同位置的基本密度差异有关。应力波传播速度随木材基本密度的增大而...
关键词：
木材含水率 基本密度 应力波传播速度
[期刊] 林业科学
[作者]
徐华东 王立海
为分析应力波在木材中传播的影响因素,研究应力波传播规律,在实验室内,采用Arbotom应力波测试仪测试60个红松无疵小试件在不同含水率(从绝干到饱湿)和不同温度(-30,-20,-10,-5,0,5和20℃)下的应力波传播速度。在此基础上,分别分析应力波传播速度随含水率或温度变化的规律,探讨导致应力波传播速度变化的原因,并建立三者之间的回归模型。结果表明:含水率和温度是影响木材中应力波传播速度的2个重要因素。应力波传播速度随含水率增加或温度升高均呈逐渐下降趋势。在含水率32%(纤维饱和点附近)以下,传播速度随含水率增加下降幅度较大,反之则较小;当含水率低于50%时,传播速度随温度升高呈线性下降...
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
王立海 王洋 高珊 徐华东 杨学春
为进行冬季活立木健康检测和伐后原木内部缺陷无损检测,该文在冻结状态下,研究了应力波在长白落叶松活立木中的传播速度,以及光照条件对含水率及应力波在活立木中传播速度的影响。在室外温度0℃以下,利用FAKOPP Microsecond Timer等仪器测试了应力波在30棵树干通直且无缺陷的长白落叶松活立木中的纵向和径向传播速度。经过软件包SPSS统计分析,得出阴阳两面应力波的纵向传播速度分别为4 238.7和4 210.6 m/s,径向传播速度均值为1 834.5 m/s。同时,利用成对t检验法分析了光照条件对含水率及应力波在活立木中纵向传播速度的影响,并建立了回归方程。结果表明:①光照条件对含水率...
关键词：
应力波 冻结状态 活立木 无损检测
[期刊] 林业科学
[作者]
栾玉 江梦虹 杨雨婷 刘焕荣 马欣欣 张秀标 孙丰波 费本华 方长华
作为一种自然资源，树木具有重要的环境、社会和经济价值。树木生长成熟过程中，细胞间及细胞壁各层相互作用会产生生长应力，生长应力是木材组织正常发育的结果，是树干和树枝维持其垂直生长或特定角度生长的重要动力。此外，树木在抵御自身重力或光照、风雪、地势等环境刺激时，会形成具有更高水平生长应力的应力组织——应力木，从而达到调整或维持生长形态的目的。树木中的生长应力是影响木材成材和加工质量的重要力学问题，且生长应力水平与细胞结构、化学组分密切相关，开展树木生长应力研究、厘清树木生长应力分布和形成机理，对树木的定向培育、生物学结构与功能研究、木材加工与利用以及仿生新材料的开发具有重要意义。已有研究通过树木生长应力水平测试，结合其解剖结构、基因、化学组分、激素分布、力学材性等方面特征，对树木生长应力形成机理进行了深入分析，探索生长应力的产生来源；但由于生物材料结构复杂、变异性大，且研究者对生长应力形成机理的认识也在不断更新，树木生长应力形成机理尚未达成共识。本研究简述树木生长应力的生物力学作用及常用表征方法，综述主流的树木生长应力形成理论，对生长应力形成机理的一般性假说和特殊应力组织（应拉木和应压木）的生长应力形成假说进行重点分类阐述，并对各假说存在的争议性问题进行分析，以期全面认识树木生长应力，并为推动其进一步研究、为树木细胞结构和性质变异研究以及木材精细化利用提供参考，为探寻有效的降低树木生长应力的措施提供基础，为人工林的生物改良和栽培提供理论和实践支持。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
管西鹏 陈宇拓 张怀清 刘闽 李永亮
针对三维激光扫描仪获取的树木点云数据存在噪声点的问题,结合双边滤波算法,通过设定空间邻近度因子σc值不变、灰度邻近度因子σs变化以及σs值不变、σc变化的2种不同参数取值状态,根据计算得到的双边滤波权因子α,选择剔除部分与当前采样点距离过大的相邻采样点,更新所有的数据点,最后得到经过滤波后的新数据点。经过对比分析2种参数取值状态下的不同去噪结果,可得到合理的参数取值,进而实现对树木点云模型去噪的处理,且达到保持原特征的目的。最后选取2个合适的实验数据模型,进一步对实验结果进行验证。实验结果表明该算法简单高效,噪声去除效果良好,具有较好的实用性和研究意义。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
陈宇拓 颜君萍 邓静
通过对.X文件结构和内核的详细解读,给出了复杂模型的.X文件转换方法,并以构建一大型林分三维场景为例,阐述了对其高效、快速建模的方法过程。针对树木和林分形态结构的多样性、复杂性和信息量大等特征,利用所建树木基础模型,快速群生林分中树木模型及其.X文件,根据样地属性和对应.X文件建立林分三维模型。实验结果表明,利用.X文件表述复杂模型,不仅可以大大提高模拟大型复杂三维场景的速度,而且能够减少对原始数据的依赖,降低算法复杂度,提高建模效率。
关键词：
树木模型 .X文件 数据交换 林分建模
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
程希平 水崎大二郎 王四海 吴利华 马月伟 巩合德
2004—2008年,在日本九州地区宫崎县田野天然次生林内设置的一块100m×100m固定标准地中,通过每木调查,测量了固定标准地内树木的种类、空间位置、生长等数据。为了便于理解,以固定标准地中优势树种蚊母树为主要研究对象,在考虑周边所有树木的影响的同时,利用贝叶斯统计方法分析了空间自相关及树木间的对称竞争、非对称竞争对树木生长过程的影响,并比较了忽略空间自相关的情况。结果表明:在构建研究对象树种的生长模型时,树木个体间的竞争是不可缺少的参数,尤其是个体间的对称竞争。在利用空间自相关参数建模时,最终模型的决定系数R2=0.83;而忽略空间自相关参数的模型,其决定系数R2=0.74。通过其他主要...
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