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[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]
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] 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] 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] 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] 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] 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]
张厚江 郭志仁 John F Hunt 傅峰
传统的材料弹性模量测定方法都是对材料试件进行静态变形试验,测定过程复杂、消耗时间长。本文以快速测量薄板类木质材料弹性模量为目标,探讨了一种基于悬臂梁自由振动原理的动态无损快速测定方法,研制出1台测量装置样机。首先用垂直悬臂夹持薄板木质材料试件上端,然后对其自由端施加1个初始变形,使其自由振动起来。采集试件振动信号,分析计算出振动的第一阶固有频率和振幅对数减缩,进而计算出试件的动态性能。测定效果表明:测量装置样机达到了研发目的,能快速测量试件的动态弹性模量。
关键词：
薄板类木质材料 悬臂梁振动 弹性模量
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
管成 周卢婧 张厚江 林蔚
为了无损检测足尺人造板的弹性模量，提出一种基于薄板横向自由振动原理的测定方法。利用自行开发的足尺人造板力学性能检测试验装置，以２０６张足尺人造板为试验对象，包括８６张刨花板和１２０张胶合板，进行了测定试验。同时，从每张板材上裁制６块小试件，通过传统的小试件３点弯曲检测法来获得静态弹性模量，并将２种检测方法的结果进行对比。结果表明：以所有足尺人造板为研究对象，足尺人造板动态弹性模量比其静态弹性模量稍大，两者比值为１．０３～１．２２；２种检测方法获得的足尺人造板弹性模量值间的相关系数为０．９４（Ｐ＜０．００１），证明基于薄板横向自由振动原理的足尺人造板弹性模量振动方式测定是可行的。
[期刊] 林业科学
[作者]
侯祝强 姜笑梅 骆秀琴 江泽慧 费本华
依据针叶树木材管胞和射线细胞的结构模型 ,使用计算机抽样模拟解剖结构参数 ,以及使用针叶树木材纵向弹性模量计算公式和方法 ,计算人工林杉木、马尾松幼龄材和成熟材试件纵向弹性模量 ,计算结果与常温条件下气干试件测定结果十分符合。在试件晚材率和管胞解剖结构参数改变的条件下 ,计算预测了人工林杉木、马尾松幼龄材和成熟材纵向弹性模量的变化。结果表明 :试件纵向弹性模量随晚材率、管胞长度、管胞壁厚度的增加而增加 ,而试件纵向弹性模量随管胞直径增加而减小。本文提出的纵向弹性模量计算的预测方法 ,对于运用现代生物技术控制和改变针叶树木材的材质、材性有实际意义
关键词：
针叶树木材 管胞 射线 弹性模量
[期刊] 林业科学
[作者]
王正 付海燕 丁叶蔚 曹瑜 王韵璐 吴晓莉 张统越
【目的】研究定向刨花板(OSB)的各向异性,探讨OSB面内剪切模量动态和静态测试方法,以提供一种快速、简便、重复性好、精度高的动态测试方法测量和分析OSB弹性常数。【方法】应用ANSYS程序计算OSB自由板和悬臂板试件的振形系数,给出振形系数依赖于板长宽比和宽厚比的关系式,通过仿真计算、动态试验和方板静态扭转试验验证其正确性。动态试验测试OSB剪切模量试件从一块整张OSB上下料制作,分为3个方向,即沿整板纵向下料制作的试件(0°或x向)、横向方向下料制作的试件(90°或y向)和沿与纵向呈45°方向下料制作的试件;方板扭转试验测试OSB剪切模量试件沿整板纵向或横向下料制作;动态测试OSB纵向、横向和45°方向弹性模量以及面内剪切模量和45°方向剪切模量。【结果】OSB实测纵向弹性模量是横向弹性模量的2.89倍, 45°方向剪切模量小于面内剪切模量。正交各向异性材料方板扭转试验测试剪切模量推算公式需用±45°方向应变测量值的差值进行推算,将其用于OSB,测得的静态剪切模量与动态测试的剪切模量相当吻合。【结论】OSB弹性模量具有方向性,纵向最大,横向最小,45°方向介于二者之间;自由板扭转振形法和悬臂板扭转模态法适用于动态测试OSB面内剪切模量,其正确性得到方板扭转试验验证; 0°和90°OSB动态测得的剪切模量几乎相等,可作为OSB面内剪切模量G_(xy)的估计值; OSB不宜按单向复合材料处理,在理论分析时宜按正交各向异性处理,OSB 45°方向的剪切模量G_(45°)
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
王淑娟 谢宝元
利用在回归方程中加入虚拟变量的方法分析休眠期常绿乔木和落叶乔木的枝龄、含水率、密度等对抗弯弹性模量的影响。以2012年12月从北京鹫峰国家森林公园采集的休眠期7个树种(40年的油松,30年的侧柏,12年的臭椿,20年的刺槐,30年的栾树,40年的白杜,35年的元宝枫)的176株新鲜树枝为研究对象。通过实验测得枝龄、含水率、密度、抗弯弹性模量参数,枝龄通过数枝条法进行测量后,在实验室制作试件时再通过数年轮法进行复测。含水率参照《木材含水率测定方法》标准GB/T 1931—2009中的规定获得。密度参照《木材密度测定方法》标准GB/T 1933—2009中的规定获得,其中体积采取排水法测量树枝的体...
[期刊] 林业科学
[作者]
郭莹洁 赵荣军 钟永 任海青
以兴安落叶松成熟材为研究对象,探讨以早晚材物理力学为基本单元建立无疵试样力学模型的可行性。首先通过试验法获得兴安落叶松成熟材早、晚材薄片的物理力学性质,然后运用经典层板理论建立顺纹抗拉弹性模量力学模型,并进行试验验证。结果表明:以早晚材物理力学性质为建模基础的方法可行;密度是成熟材弹性模量变异性的主要影响因素;利用该方法建立的无疵试样力学模型,其相对误差低于5%,同时该方法能够为进一步建立兴安落叶松成熟材其他力学模型打下基础。
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