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[期刊] 林业科学
[作者]
江泽慧 余雁 费本华 任海青 张泰华
重点研究和详细介绍了利用纳米压痕技术测试管胞次生壁S2 层纵向弹性模量以及硬度的实验技术 ,并测试了人工林杉木早晚材管胞S2 层的纵向弹性模量和硬度。结果表明 :杉木晚材管胞S2 层的平均纵向硬度为0 390GPa ,弹性模量的平均值为 1 4 84 4GPa ;早材管胞S2 层的硬度和模量则小于晚材 ,平均值分别为 0 30 6GPa和9 82 3GPa。
关键词：
纳米压痕技术 管胞 弹性模量 硬度
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
余雁 费本华 张波 王戈
该文利用原位成像纳米压痕技术研究了针叶材管胞细胞壁不同壁层之间在纵向弹性模量(MOE)和硬度方面的差异.结果表明,当压针从细胞壁的纵向压入时,细胞壁变形机制以塑性变形为主;细胞壁纵向弹性模量和硬度在细胞壁厚方向的分布不均匀.S3层与细胞腔交界处、S1层与复合胞间层(CML)交界处的弹性模量和硬度均明显小于次生壁(SW)S2层.此外,相邻管胞次生壁S2层之间的弹性模量和硬度也存在一定差异.ANOVA分析表明,杉木管胞、马尾松管胞次生壁的弹性模量均显著大于复合胞间层,但两者之间的硬度差异不显著.虽然马尾松成熟材管胞次生壁的纵向弹性模量和硬度均大于幼龄材,但差异的程度不同.弹性模量前者比后者约大40...
关键词：
纳米压痕 原位成像 管胞 弹性模量 硬度
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
王传贵 江泽慧 费本华 余雁 张双燕
以杉木成熟材晚材为研究对象,采用化学成分选择性脱除方法依次脱除木质素和半纤维素。利用纳米压痕技术,在纳米尺度上,探讨半纤维素和木质素对木材细胞壁压入力学性能的影响。结果表明:木质素对细胞壁的弹性模量影响显著,脱除木质素后细胞壁弹性模量损失了6.53%。半纤维素是一种界面高分子,在细胞壁中作为连接纤维素和木质素的界面偶联剂,对细胞壁的纵向弹性模量影响极显著,脱除半纤维素后细胞壁弹性模量损失约为9.16%。木质素和半纤维素对细胞壁的硬度影响均显著。木质素脱除后,细胞壁硬度降低了16.98%。半纤维素脱除处理与脱木质素处理相比,硬度仅下降了0.87%。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
张淑琴 余雁 费本华 王汉坤
通过测定杉木木材薄片小试样的顺纹抗拉弹性模量和气干密度,计算管胞的纵向弹性模量,进而研究杉木管胞纵向弹性模量的株内变异规律及其与微纤丝角之间的关系。结果表明:杉木管胞的纵向弹性模量沿径向变异较大,靠近髓心处管胞的弹性模量较小;管胞的纵向弹性模量沿树干高度方向变化不大。杉木管胞的平均纵向弹性模量为44.06GPa;随着微纤角的增大,管胞的纵向弹性模量显著降低;当微纤丝角大于24°后,管胞的纵向弹性模量降低的幅度明显减缓。
关键词：
杉木 管胞 纵向弹性模量 微纤丝角
[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]
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] 北京林业大学学报
[作者]
林兰英 傅峰
通过纳米压痕测试技术,测定和分析了未处理材和经硅溶胶强化处理的复合木材细胞壁层面的力学性能和弹塑性,以及硅溶胶的存在位置对强化复合木材细胞壁微观力学性能的影响。结果表明:1)浸渍强化处理工艺可以使硅溶胶进入木材细胞壁,使得强化复合木材细胞壁的弹性模量和硬度达到18.64和0.64GPa,分别比未处理材提高59%和31%;2)控制改性处理工艺,可以得到改性细胞壁和既有改性细胞壁又有填充细胞腔2种改性形式的强化复合木材,并且2种改性形式下细胞壁层面上的弹性模量和硬度没有显著差异,证实了细胞腔填充对细胞壁层面的力学性能没有影响;3)复合木材细胞壁形貌表征和力学测试曲线表明,硅溶胶强化处理后的复合木材...
关键词：
复合木材 细胞壁 纳米压痕
[期刊] 林业科学
[作者]
周兆兵 徐朝阳 张洋 王思群
利用原子力显微镜对响叶杨细胞的特征参数与形貌进行分析,并对响叶杨细胞壁表面的纳米压弹性进行测量。结果表明:响叶杨细胞横截面的壁厚平均尺寸为2.230μm;壁长平均尺寸为9.498μm;细胞外径为9.023～26.802μm,平均尺寸为19.723μm;响叶杨细胞壁S2层(大约位于细胞壁的中部)上的压痕点为有效测试值,其平均弹性模量和硬度可以用来代表细胞壁的纵向硬度和弹性模量,即所选择的响叶杨细胞壁的平均弹性模量和硬度分别为18.52GPa和478.59MPa。
[期刊] 林业科学
[作者]
徐曼琼 金观昌 鹿振友
Elastic modulus of the 17 and 50 loblolly clones were measured by DSCM . The result showed E L, E T and E R of the 17 loblolly clone were 6 110, 1 207, 1 576 MPa, respectively. Those of the 50 loblolly clone, however, were 5 965, 1 308, 1 606 MPa, respectively. In addition, the method of DSCM f...
关键词：
散斑 木材 火炬松 弹性模量
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
殷亚方 Nagao Hirofumi Kato Hideo Ido Hirofumi
该文以经过120 d、温度90℃条件下窑干干燥处理的56根日本柳杉人工林结构材(110 mm×55 mm×2 500 mm)作为测试试件,介绍了一种利用激光测距系统测量顺纹抗拉弹性模量的方法.首先将试件含水率调至15%,在抗拉试验开始前采用纵向基频振动方法(FFT)得到试件的动态弹性模量(Efr),再利用由激光测距仪、数据采集器和计算机处理系统组成的激光测距系统,测定了顺纹抗拉弹性模量(Et),最后破坏试件完成顺纹抗拉强度(σt)的测定.对Efr、Et和tσ相互关系的比较分析表明,Et的平均值比FFT方法得到的Efr的平均值小7.8%(0.63GPa);Et与Efr具有很好的相关性,相关系数R...
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
梅志敏 王树才 张融
针对皮蛋外形为非标准椭球,难以采用定义方法求其弹性模量的问题,采用美国ASABE提出的弹性模量(E)求解方法和泊松比(μ)测定方法,阐述皮蛋的球度、外观尺寸、曲率半径等基本物理量的求解和系数λ与cosα的数学关系计算原理,利用TMS-PRO食品物性分析仪和小位移传感器为主要测量仪器分别对皮蛋横向和纵向进行压缩试验,获得其不同方向的应力应变曲线,分析计算得出皮蛋抗载弹性模量:中间受压为3.204 MPa,两端受压为3.666 MPa;泊松比:中间受压为0.155 4,两端受压为0.383 0。
关键词：
皮蛋 抗压特性 弹性模量 泊松比
[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]
王韵璐 王正 李敏敏 曹瑜
提出了一种静态测试MDF泊松比μ和弹性模量E的新方法,即悬臂板静态弯曲法。首先,阐述了悬臂板静态弯曲法测试MDF泊松比和弹性模量的原理。根据MDF悬臂板受集中力作用下静态弯曲应力、应变分析,确定了静态测试MDF泊松比的十字应变片粘贴位置。为说明悬臂板静态弯曲法测试MDF弹性模量和泊松比的正确性,采用轴向拉伸法、四点弯曲法进行MDF的弹性模量和泊松比值的验证试验。最后,针对MDF为各向同性材料特点,通过方板静态扭转试验测得的剪切模量G,验证悬臂板静态弯曲法测试弹性模量和泊松比的正确性。结果表明:悬臂板静态弯
关键词：
中密度纤维板 弹性模量 剪切模量 泊松比
[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
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