白桦木材干燥过程横纹流变特性的初步研究

采用白桦锯材在实验室条件下进行常规干燥 ,把时间因子引入到木材干燥变形中 ,运用聚合物粘弹性变形与流变学理论分析木材干燥过程蠕变变形的发展 ,采用切片法测定了沿木材厚度方向的瞬时弹性应变εe、粘弹性应变εc、机械吸附应变εm 的分布与变化趋势 ,定性分析了在一个干燥周期内木材横纹方向变形特性。理论研究与试验分析结果表明 :干燥过程中木材表层与芯层的弹性应变始终是方向相反的 ,木材表层的弹性应变在干燥中期与后期达到极值的时刻可以作为进行热湿处理的参考点 ;粘弹性应变是与时间相关的、可恢复的变形 ,在木材干燥过程中较难与机械吸附应变严格区分开 ,机械吸附应变 (前期 )包括粘弹性应变 ,因而它在一定程度上反映了机械吸附应变发展变化规律 ;在干燥中期与后期对白桦进行热湿处理时 ,木材各层的机械吸附应变均呈现增大趋势 ,木材沿厚度方向的不均匀干缩减小 ,木材表、芯层的弹性应变有所减小 ,机械吸附应变是导致干燥过程木材干燥应力释放的一个主要原因。     

基于人工神经网络模型的木材干燥应变模拟预测

【目的】研究常规干燥过程中干燥基准、预处理条件、含水率对木材干燥应力的影响,探讨干燥应力沿髓心至树皮方向的分布情况,以实现干燥应变的模拟预测。【方法】整合分析采用图像解析法测算得到的弹性应变和机械吸附蠕变相关数据,基于人工神经网络模型,以干燥温度、含水率、相对湿度、距髓心距离为输入变量对弹性应变进行模拟预测,以预处理温度、干燥温度、含水率、相对湿度、距髓心距离为输入变量对机械吸附蠕变进行模拟预测。通过网络训练和验证,得到合理的人工神经网络预测模型,并对模型进行测试,探讨分析所建立模型的预测能力。【结果】弹性应变预测模型中,各数据集均呈现出较好的相关性,训练集、验证集和测试集的相关系数(R)分别为0.988、0.983和0.978,所有数据集的决定系数(R~2)均高于0.95,验证集达到最优时的均方差(MSE)为1.21×10~(-6)。机械吸附蠕变预测模型中,利用含水率为28%和12%的数据集进行模型训练和验证,训练集和验证集的相关系数(R)分别为0.981、0.977,验证集达到最优时的均方差(MSE)为1.26×10~(-6);利用含水率20%的数据集进行模型测试,测试集的相关系数(R)为0.969,所有数据集的决定系数(R~2)均高于0.94,网络模型能够解释94%以上的试验数据,表现出较好的预测能力。【结论】所建立模型的预测值和试验值吻合较好,预测成功率较高,能够为人工神经网络在干燥应力、应变方面的应用提供可行性依据。     

木材流变学特性对板材常规干燥开裂、变形的影响

简述了木材干燥应力数学模型的研究背景,建立了木材常规干燥的干燥应力应变数学模型,模型主要考虑了干燥收缩应变、弹性应变、黏弹性蠕变应变和机械吸附蠕变应变四种因子.通过干燥应力应变数学模型与干燥扩散数学模型的联合分析求解,可以解释板材物理力学特性(如干缩率、含水率、干缩各向异性、横纹静曲弹性模量等)对干燥应力、干燥应变的影响,分析干燥应力的产生、发展和释放的机理,为科学制订木材干燥工艺提供理论依据.     

木材高温干燥过程中的弹性应变

本文对美洲黑杨锯材高温干燥过程中的弹性应变进行了研究。结果表明：高温干燥使得木材表层产生较大的塑化变定,并对干燥后期木材内层的正常收缩造成障碍。心层的拉伸应力与木材内裂有关,当心层拉伸应力超过木材横纹拉伸极限强度时,木材产生内裂。因此,在用高温干燥工艺快速干燥杨木类软阔叶树材时,在干燥后期应注意由于干燥应力转向而引起的干燥缺陷。     

木材蠕变特性研究的方法与技术

论述了木材蠕变特性研究的理论与方法,分析了目前木材学术界广泛使用的挠度测量法在获取木材蠕变特性过程中存在的不足,同时根据流变学理论关于蠕变柔量的定义,给出了通过应变测量获取木材蠕变特性的原理和方法。用电测法研究木材的蠕变特性,较目前所用的挠度测试法具有概念严谨、手段先进、实验精度高、效率高等特点。     

结构胶合板蠕变测试方法的研究

木质材料的蠕变特性是衡量其能否适用于工程用途的重要指标。本文介绍了一种较为新颖的蠕变测试方法——应变测试法，即将结构用胶合板试件置于恒温恒湿恒定栽荷务件下，通过智能应变仪记录受栽后的位移，以实现长期的蠕变测定。经2个月的检测，结果表明，杨木结构用胶合板的蠕变曲线基本符合木材的三阶段蠕变理论，其结果真实地反映了材料在恒定外力下的变形情况，为进一步探求结构用胶合板的应用研究打下基础。     

早材管孔分布对环孔材栎木蠕变特性的影响

在采用生物图像软件(IPP 6.0)表征环孔材栎木横切面管孔组织比量与分布特性的基础上,探究不同温度条件下早材管孔分布对环孔材栎木板材弯曲蠕变行为的影响,利用Burger模型和五参数模型对其蠕变特性进行模拟预测,为木材弯曲加工成型、木质材料热压成型和木结构设计提供参考。利用动态热机械分析仪测试不同温度条件下环孔材栎木试样(试样A为早材管孔带位于试样中部的木材试样、试样B为对照组-无早材管孔带木材试样)的应变曲线,并采用Burger模型和五参数模型对环孔材栎木蠕变应变曲线进行预测模拟,分析温度作用下早材管孔带对环孔材栎木试样蠕变特性的影响。结果表明:所有试样的应变均随温度的升高而增大,且试样A的应变大于试样B,说明早材管孔带的存在一定程度上增大了环孔材栎木的蠕变应变。此外,在20～50℃温度范围内,试样A相对于试样B的应变增量随着温度的升高而增大;而在50～80℃温度范围内,对应的应变增量随着温度继续升高而减小。Burger模型和五参数模型对于模拟预测环孔材栎木的蠕变行为都具有较好的效果,并且Burger模型拟合的决定系数(R~2)均大于0.96;而由于非线性拟合的引入,五参数模型可以更好地预测模拟环孔材栎木蠕变行为,其R~2均大于0.98。     

竹材的拉伸短期蠕变行为及模拟

基于勃格(Burger)四元件流变模型,运用Origin8.5自定义函数拟合毛竹在15%～60%应力水平下5.5 h内拉伸短期蠕变实验数据。结果表明:随应力水平的增大,竹材的拉伸弹性应变及占蠕变总量比例增大,黏弹性应变范围为0.15%～0.31%,其占蠕变总量比例趋于减小;黏性应变范围为0.14%～0.81%,其占蠕变总量比例亦趋于减小。随着应力保持时间的延长,弹性应变无显著变化,但其占蠕变总量比例则减小;黏弹性应变趋于增大,而其占蠕变总量比例则趋于减小,黏性应变及占蠕变总量比例增大。在竹材拉伸应力15%～60%范围内,勃格模型可用来模拟竹材拉伸的短期蠕变行为。     

短周期工业材干缩率和干燥应变规律的研究

研究了短周期工业材在干燥过程中木材表层和内部各层干缩率及弹性和塑性应变的变化规律。结果表明,基准硬度水平对应变值的大小和最大变就值的到达时间有显著影响。干燥前期,木材表层伸张弹性应变最大值随着温度和平衡含水率的增加而减少,木材表层塑性应变则随平衡含水率的增加而增加。正确调节基准初期阶段的平衡含水率水平,能有效地控制干燥前期应变最大值,从而达到控制干燥质量的目的。     

宣纸流变模型的研究

以宣纸为研究对象,研究其在张力状态下的蠕变和松弛行为.结果表明:采用伯格斯(Burgers)四元件模型能够很好地描述宣纸的蠕变行为,其拉伸蠕变包括弹性变形、黏弹性变形和塑性变形.在总应变中,弹性应变占62%～78%,黏弹性应变占17%～25%,塑性应变占4%～13%.在一定温度和湿度下、在0.2～0.8σmax载荷范围内,弹性应变、黏弹性应变和塑性应变在总体上均随着应力水平增大而相应增加,但弹性应变所占的比例逐渐减小,黏弹性应变和塑性应变所占的比例逐渐增大,最后都趋于稳定.在相同拉应力下,同一张宣纸横向的蠕变小于纵向.利用2阶5参数的Maxwell五元件模型可以描述宣纸的松弛行为,五个元件参数在不同应变水平下变动不大,基本上可视为材料的常参数.     

木聚糖酶菌种库的建立及霉菌木聚糖酶的合成条件

从某造纸厂周围环境中筛选得到约 2 2 0株木聚糖酶产生菌株 ,并在此基础上建立了木聚糖酶菌种库。从该菌种库中筛选得到 1株新型的产耐碱性木聚糖酶的细菌WXULI 11及 3株高产酸性木聚糖酶的霉菌XY0 4B、XY0 7C和XY12D。对 3株霉菌木聚糖酶产生菌的产酶条件进行了初步研究。结果表明XY0 4B、XY12D在 4 8h内产酶分别达 136 .74和 2 5 7.2 9IU/mL ,XY0 7C在 6 0h左右产酶达 16 8.94IU/mL ;它们的木聚糖酶产率分别为 6 8370 ,12 86 5 4和 6 75 76IU/ (L·d)     

利用多菌种共培养降解橡椀单宁制备鞣花酸

以橡单宁为原料 ,通过培养、分离筛选出了 14种菌株。研究了单一菌株培养和混合菌株共培养对橡单宁生物降解的影响 ,证实了用降解速率快但耐单宁性较差的菌株与耐单宁性好但降解速率较慢菌株共培养 ,可以显著提高橡单宁的生物转化率和鞣花酸的产率 ,两者分别达到 6 8%和 2 3%。所建立的生物降解的方法可用于由橡单宁制备鞣花酸     

木质材料变参数流变模型的研究

如何建立木材在变载荷下蠕变的数学模型，是木材流变学在理论研究和生产应用中迄今尚未解决的问题。本文突破传统的常参数建模方法，提出一种变参数流变模型的概念，并以两单元的变参数Maxwell模型拟合了杨木的蠕变性质。结果表明：采用变参数流变模型不仅能以较少的弹、粘单元组合代替常参数的多个弹、粘单元组合模型，使流变参数便于求解，且对不同形式变载荷下的蠕变变形，均有很高的拟合精度。     

竹材蠕变应力指数的确定

对拉伸蠕变与球型压头下的压痕蠕变进行了理论分析,推导出宏观压痕试验得出的压痕蠕变应力指数与单轴拉伸试验得出的蠕变应力指数相等.在此基础上,以毛竹为研究对象,测试了其拉伸蠕变和宏观压痕蠕变,并分析了两者的蠕变行为及其联系.结果表明:竹材拉伸蠕变变形、竹材端面压痕蠕变压痕位移随时间和荷载的增加而增大,弹性段应变与应力呈线性关系;拉伸蠕变试验所测得的蠕变应力指数为1.36,在240、480、720 N的规定试验力下,竹材端面压痕蠕变试验所得的蠕变应力指数为1.47.     

木材蠕变模拟研究概述

综述树种和材性变异、应力水平、温度、含水率等因素对木材蠕变的影响,介绍分析含水率稳定和变化条件下木材蠕变模拟预测等方面的研究进展情况.我国木材蠕变特别是木材的机械吸附蠕变研究尚缺乏系统性,应综合考虑不同的影响因素对木材蠕变进行充分研究,以建立不同条件下木材蠕变预测的模型,为国内木材蠕变研究及木结构建筑的安全和可靠性设计提供基础.     

木材静曲蠕变成套测试系统的研发

为解决木材变湿蠕变测试普遍存在的环境参数(温湿度和风速)控制方式和控制精度不足、蠕变变形量测试灵敏度和精度不足、数据智能采集和处理以及系统安全防护不足等问题,在集成现有技术的基础上研发出一套木材蠕变测试系统。该系统包括环境气候箱、蠕变测试机架、木材蠕变变形量及干缩湿胀测试单元、荷载同时装卸单元、数据采集和处理单元、系统保障和防护单元6个部分。该系统可在温度为0~70℃、相对湿度为10%~98%、风速为0.3~5.6 m/s时对木材或木基材料的普通蠕变和机械吸附蠕变进行长时间稳定的测试、记录,蠕变变形量及木材厚度方向的干缩湿胀检测精度为±0.01 mm,数据采样间隔在1 s~24 h范围内可调。与现有木材蠕变测试系统相比,本系统在多参数自动同步获取、数据采样精度、运行稳定性、安全性和环境风速可调性等方面有独特优势。通过前期对木材112 d循环变湿蠕变量、干缩湿胀量及环境温湿度参数的观测和测试结果分析,证实该套检测系统可对木材的蠕变挠度、干缩湿胀量、环境温湿度等参数进行长期连续稳定的检测、记录和显示,所有测试指标均能达到设计预期。同时,由于该系统具有多参数协同检测和精度较高等特性,使得实测木材变湿蠕变比采用喷蒸变湿处理试件所获蠕变测试结果在局部地方存在明显差异,如吸湿过程中的木材静曲挠度并不都是反向减小,而是取决于吸湿速率和外荷载的竞争关系,从而为木材静曲变湿蠕变机理的揭示提供了有力证据。该系统的研制为精确可控变温变湿环境下木材蠕变机理的研究提供了新的平台。     

富士系苹果内源激素含量与生长结果的关系

采用高效液相色谱法（ＨＰＬＣ）测定了富士系苹果短枝型品种及非短枝型品种（长富２号）生长期叶片内源激素ＡＢＡ、ＧＡ３、ＩＡＡ及Ｚｔ含量。结果表明：短枝红富士叶片ＡＢＡ含量显著高于长富２号，叶片ＧＡ３、ＩＡＡ含量显著低于长富２号，而Ｚｔ含量无显著差异；该期叶片ＡＢＡ含量水平与３ａ生树节间长度和树高呈极显著负相关，叶片ＧＡ３及ＩＡＡ含量则极显著正相关；叶片ＡＢＡ含量水平与花芽分化率呈正相关，也与第２年坐     

国外松枯梢病的松色二孢菌9个菌株生物学特性的研究

对来自不同发病程度，不同地点的国外松枯梢病松色二孢菌的９个菌株的生产，产孢等生物学特性进行了研究。结果表明，各菌株生长的最适温度为２５－３０℃，ＰＨ值为６－７，相对湿度为９０％以上；９２４５、Ｈ２１二菌株对湿度在培养其中加入１‰的硼对各菌株的生长和产孢有不同程度的抑制作用，尤以抑制产孢最明显，表现出硼对国外枯病的发生，发展有一定的控制作用。     

用电阻应变法测定木材顺纹抗压弹性常数的研究

用电阻应变法测定木材顺纹抗压弹性常数的研究龚蒙（南京林业大学南京２１００３７）关键词木材，电阻应变法，弹性模量，柔量木材弹性常数是反映木材刚性的指标，也是木结构设计和木质复合材料设计的重要参数。电阻应变法（简称电测法）在木材科学中的应用是最近二、三十...     

杠杆压铊张紧系统带锯空转振动特性的分析

本文对杠杆压铊张紧系统带锯产生振动的原因,进行了试验和理论研究。用2034型频谱分析仪试验表明,带锯条振动属于复杂周期信号的离散型频谱,是由多个简谐振动叠加而成;同时理论考察分析表明,带锯条杠杆压铊张紧系统不同于秤量重物的“平衡秤”,不可能达到“静平衡”,而是在锯轮参数激振作用下形成周期性受迫振动。锯轮参数激振和杠杆压铊张紧系统位移激振之间交互作用,是使带锯条产生周期振动并引起张紧力发生变化的重要原因。