Constructing a two-variable model for predicting longitudinal MOE of wood：a case study on Chinese fir wood

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。     

杉木木材管胞纵向弹性模量的研究

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44.06 GPa;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。      

云南杉木物理力学性质的研究：彝良产杉木物理力学性质

本文报道了彝良产杉木的物理力学性质,测出其晚材率和气干密度比云南其它地区所产者均高,而顺纹抗压强度、抗弯强度、顺纹抗拉强度等有明显的降低,不符合木材密度与各强度值间的回归方程。此外,还进行了彝良和西畴产杉木纤维胞壁的纤丝角的测定。结果发现彝良产杉木纤维胞壁的纤丝角比西畴产者大9.7°,从而得出杉木的顺纹抗压强度、抗弯强度、顺纹抗拉强度等随着纤维角的增大而明显地减小。     

云南杉木木材纤维胞壁纤丝角的研究

本文报道了利用偏光显微镜对云南不同地区,不同坡向和插条繁殖生长的杉木木材纤维弦壁纤丝角的测定,并对杉木的纤丝角与物理力学性质的关系进行了探讨。结果表明:杉木纤丝角的变异较大,它与力学性质有一定关系。随着纤丝角的减小,木材的顺纹抗压强度、抗弯强度、顺纹抗拉强度和冲击韧性明显地增加。因此,杉木的品质评定应将纤丝角作为重要的因子。     

树木生长轮材质检测分析法

树木生长轮材质分析。是研究不同生态条件下木材材质变异及预测的重要技术措施。本文以湖南会同的杉木为材料,通过生长轮材质分析方法测定的小试件压力、小试件拉伸、显微硬度、生长轮密度、生长轮晚材率,与木材标准试验测定的顺纹抗压、顺纹抗拉,端面硬度,木材密度及晚材率的对比中,得到了非常接近的规律。单相关系数大部分在0.7以上.变化较大的小试件拉伸与顺纹抗拉也在0.62以上。证实了这项研究方法的可靠性。     

人工林赤松幼龄材与成熟材力学性质的比较

根据人工林赤松Pinus densiflora木材的管胞长度、微纤丝角、管胞长宽比、基本密度、晚材率及生长轮宽度等材性指标的测试数据,采用最优分割法划分出人工林赤松的幼龄材与成熟材的界限,分析了人工林赤松幼龄材与成熟材力学性质差异的表现.结果表明:赤松的幼龄期为小于12 a,抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗拉强度、顺纹抗压强度和弦向横纹抗压强度等指标成熟材高于幼龄材,径向横纹抗压强度、弦面抗剪强度、径面抗剪强度、弦向抗劈强度和径向抗劈强度等项指标幼龄材高于成熟材.其中,抗弯强度、抗弯弹性模量、径向横纹抗压强度和弦面抗剪强度差异达0.01显著水平,顺纹抗拉强度差异达0.05显著水平.图1表6参6     

4种竹材微纤丝角变异及其对抗弯性质的影响

采用X线衍射技术研究4种常见经济型竹种撑篙竹、粉单竹、吊丝竹、青皮竹的微纤丝角变异以及撑篙竹材质生成过程中微纤丝角（MFA）在纵向和径向位置的变化趋势，并探讨微纤丝角对竹材抗弯强度（MOR）和抗弯弹性模量（MOE）影响。4种3年生竹材的平均微纤丝角由大到小顺序为粉单竹＞吊丝竹＞撑篙竹＞青皮竹，分别为10.46°、9.73°、9.66°和9.52°，竹种间的微纤丝角差异甚微，变化范围在0.53°～1.48°；在径向上，撑篙竹与其他3种竹材微纤丝角从内侧到外侧到竹黄均呈增加趋势。方差分析表明，径向部位对微纤丝角有显著性影响。撑篙竹微纤丝角受竹龄影响不显著，随竹龄的增加呈现先增加后降低的趋势；在纵向上，不同竹龄的微纤丝角沿竹秆高度方向变化趋势不尽相同，受纵向部位影响显著。微纤丝角对4种竹材的抗弯性质都有一定程度的影响，只有粉单竹的抗弯强度和抗弯弹性模量与微纤丝角的相关性比较显著。研究结果以期为竹林培育和竹材合理加工利用提供理论依据。     

不同树龄秃杉与杉木人工林木材物理力学性质的比较

对采自广西南丹县山口林场8年生、14年生和28年生的秃杉Taiwania flousiana和杉木Cunninghamia lanceolata人工林木材进行了主要物理力学性质的测定和比较。结果表明：秃杉和杉木的木材密度及主要力学强度均随树龄增加而增大。秃杉木材的气干密度（含水率为12％）、基本密度、径向干缩系数、弦向干缩系数、体积干缩系数、弦面硬度、抗弯弹性模量、顺纹抗压强度、径面抗剪强度和弦面抗剪强度的平均值与杉木相比分别低2．3％,4．4％,1．6％,2．6％,1．5％,3．6％,3．8％,3．4％,17．5％和14．4％,但其端面硬度、径面硬度、抗弯强度、冲击韧性、径面抗劈力和弦面抗劈力的平均值与杉木相比则分别高6．6％,6．1％,3．4％,2．3％,15．0％和16．3％。差异显著性f检验表明,秃杉与杉木人工林的木材密度、硬度、顺纹抗压强度、抗弯弹性模量、抗弯强度、顺纹抗剪强度和抗劈强度均差异显著或极显著,但干缩系数和冲击韧性均差异不显著。图2表3参12     

季节性淹水对长江滩地69杨木材材性及其变异的影响

以安微新洲滩地上生长的６９杨为材料,研究季节性淹水对６９杨木材材性及其变异的影响。结果表明,与未淹水相比,长江滩地季节性淹水对６９杨纤维形态特征影响不大,０．０５水平下方差分析检验不显著;对木材微纤丝角,木材密度,木材干缩率和力学性质影响较大,０．０５水平下方差分析检验显著,其中,微纤丝角,基本密度,抗弯弹性模量,抗 度和气干体积缩率分别增加了１５．６％,５．９％,１５．７５,１７．２％和２８．５     

油松木材物理力学性质的研究

本文研究了山西中条山油松木材的物理力学性质,并与其它产地的油松材性进行了比较。讨论分析了密度对油松木材各项力学性质的影响,给出了密度与力学性质间的回归方程。密度对顺纹抗压、横纹抗压、硬度、顺纹抗剪、抗弯强度等力学性质影响显著,而对顺纹抗拉强度、冲击韧性等影响较小。顺纹抗拉强度主要受管胞长度、管胞强度、纤丝角度、结晶度等因子的控制。     

基于近红外光谱技术的杉木总酚含量模型构建与应用

【目的】木样总酚含量化学测定耗时长、过程复杂,建立杉木木样总酚含量的快速无损检测模型,对实现木材无损检测及木材腐朽预测具有重要意义。【方法】试验以114个杉木（Cunninghamia lanceolata）木样为研究对象,用福林酚法测定样品总酚含量,利用MPA傅立叶变换光谱仪对杉木木材进行漫反射光谱数据采集。将木样分为校正集和验证集,通过不同光谱预处理方法和建模方法建立总酚的定量模型,选择出最优模型并用验证集对其进行验证。【结果】测定的114个杉木木样中总酚含量变异幅度大,可用于构建近红外模型。对114个杉木木样进行近红外光谱扫描,得出建模光谱范围为9403.9~7498.4 cm-1、6102.1~5446.4 cm-1及4605.5~4242.9 cm-1。对杉木木样的近红外光谱进行预处理,得出最优组合:标准正态变量转换法（SNV）和一阶导数,采用偏最小二乘回归法（PLS）建立模型最优。校正集和交叉验证集的决定系数分别是0.8679和0.7549;校正均方根误差（RMSEE）和交叉验证均方根误差（RMSECV）分别为0.448和0.586,数值均较小且接近,说明模型具有很好稳定性;预测均方根误差（RMSEP）和相对标准偏差（RPD）分别为0.521和2.16,说明模型可进行定量分析。【结论】采用近红外光谱技术检测杉木总酚含量可行,能为木材化学成分快速测定提供一种有效、无损方法。受拟合规则影响,构建的模型虽然不能用于精确定量测定,仍可应用于日常科研和生产检测,在木材材质预测及良种选育等方面具有广阔应用前景。     

2022 年 1 期目录

  目的  准确预测林木的生存和枯损是森林生长收获模型系统中十分重要的组成部分。构建基于混合效应模型和生存分析方法相结合的林木生存模型，能够提高林木枯损模型的精度。   方法  以吉林省汪清林业局20块落叶松云冷杉林样地数据为例，基于生存分析方法中常用的6个时间参数分布回归模型（指数分布、Weibull分布、对数正态分布、对数Logistic分布、Gompertz分布及Gamma分布），把林分因子和立地因子作为协变量加入到模型中去，构建林木生存模型。并在此基础上考虑样地的随机效应，并与传统模型的模拟效果进行比较。  结果  研究结果表明，随着单木初始胸径的增加，其枯损的风险降低，生存率提高；随着单木大于对象木断面积值的增加，其枯损的风险增加，生存率降低；随着林分密度的增加，林木枯损的概率增加，生存率降低；立地因子对林木的生存没有显著影响；6个参数分布回归模型中，Weibull分布的模拟精度最高。与固定效应模型相比，Weibull分布模型在考虑样地水平随机效应后，模型的模拟精度获得明显的提高，并且达到极显著程度。  结论  在森林经营中，要提高林木的生存率，需采取科学合理的经营方法和经营时间，避免使林分的密度过大。      

柠檬酸预处理杉木压缩变形固定及性能

[目的]为提高速度材杉木利用价值,探究柠檬酸预处理和热压缩处理对杉木压缩变形的影响,从而改善其密度低、尺寸稳定性差和力学性能不佳等缺点.[方法]采用柠檬酸预处理和热压缩,通过调控柠檬酸质量分数和热压温度制备杉木压缩材,并测定压缩材的吸水回复率和吸湿回复率.采用应力松弛测试和傅里叶红外光谱探究柠檬酸预处理杉木压缩材的变形...     

人工林杉木幼龄材与成熟材的界定及材质早期预测

根据人工林杉木木材的管胞长度,微纤丝角,气干密度,生长轮宽,晚材率５项特性指标的测试结果。采用最优分割法分析得出。人工林杉木的幼龄材与成熟材的界限为第１４年。在此基础上,根据材性特参数变异规律的数学模型。     

杉木大径材密度控制连续状态的动态规划

收集杉木大径材林分的标准地资料 ,应用连续状态的动态规划方法建立了可变间伐间隔期的杉木大径材林分密度决策模型 ,为杉木大径材培育提供理论参考     

高温热处理杉木力学性能与尺寸稳定性研究

以杉木为试材,采用9组热处理工艺对杉木进行了高温热处理试验。通过对热处理前后杉木力学性能和尺寸稳定性的比较,探讨了热处理温度和处理时间对其性能的影响。结果表明:随热处理温度的升高和时间的延长,试材的抗弯强度(MOR)和抗弯弹性模量(MOE)均呈下降趋势,但热处理温度影响更为显著;热处理对MOR的影响比MOE的要大;顺纹抗压强度随时间的变化规律并不明显,但随温度的升高逐渐降低。杉木热处理后,试材由绝干到气干和绝干到吸水尺寸稳定时2个阶段的径向线湿胀率、弦向线湿胀率、体积湿胀率均低于未处理材的,弦向线湿胀率大于径向线湿胀率;就整体而言,3个指标均随处理温度的升高和时间的延长而减小。抗胀率均为负值,其绝对值随处理温度的升高和时间的延长而增大,尺寸稳定性增强幅度逐渐增大,且受温度的影响较为显著,在210℃下降得最明显。     

初植密度对小黑杨人工林生长和材质的影响以及材质评价模型的建立

为研究不同初植密度对林木生长和材质的影响，该文以小黑杨为研究对象，分析了3种初植密度下林木生长特征和木材材质的差异，并建立了基于林木特征因子的材质评价模型.结果表明:初植密度对林木生长的影响不同，随着初植密度的减小，胸径、尖削度、径高比明显增大，枝下高降低，而树高受初植密度影响不大；初植密度对木材材质影响也不同，随着初植密度的减小，抗弯弹性模量(MOE)、抗弯强度(MOR)有降低趋势，而湿心材、边材面积，幼龄材、成熟材面积，以及幼龄材、湿心材比例均明显增大；基本密度不受初植密度的影响.回归分析表明，MOE、MOR、湿心材、幼龄材面积等材质指标可用树木特征因子及初植密度进行较好地预测，而木材密度的预测效果很差      

木粉热处理对木塑复合材料性能的影响

为研究热处理木粉对木塑复合材料吸水性能和力学性能的影响,分别将180、200和220℃热处理0、1、2和3 h后的杉木木粉与高密度聚乙烯( HDPE)复合制备木塑复合材料( WPC),并对其吸水性能和力学性能进行测定,通过环境扫描电镜( ESEM)观察材料拉伸断面的形貌。结果表明,随着处理温度的升高和时间的延长,木粉的吸湿性减小, WPC的吸水性明显降低,而WPC的力学性能除冲击强度逐渐降低外,拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量总体呈先增大后降低的趋势。与对照相比,180℃热处理1－3 h的木粉基本上使WPC的弯曲性能和拉伸强度有不同程度的增加,200℃热处理木粉,随时间延长, WPC除弯曲性能仍增加外,拉伸强度和冲击强度逐渐降低,进一步提高木粉的处理温度会使WPC的力学性能降低明显,220℃处理3 h 的木粉使 WPC 降低最多,分别较对照降低34.85％、12.85％、8.31％和4.24％, WPC拉伸断面的ESEM图中两相界面结合情况的变化基本反映了各力学性能的变化。     

干燥处理材的动态粘弹性

该文采用高温干燥、低温干燥和真空冷冻干燥3种干燥方法分别对杉木人工林木材进行干燥处理。用动态力学分析仪测定了3种干燥处理材在温度-120～250℃,测量频率1、2、5、10 Hz的动态粘弹性。结果表明:①储存模量和损耗模量均表现为高温干燥处理材最大,真空冷冻干燥处理材最小。②高温干燥处理材和低温干燥处理材的损耗模量温度谱中,从高温至低温方向可依次观察到3个力学松弛过程,其分子运动归属分别是木材细胞壁非结晶区中聚合物的微布朗运动、木材细胞壁聚合物分子的扭转振动和木材细胞壁无定型区中伯醇羟基的回转取向运动。③真空冷冻干燥处理材的损耗模量温度谱可观察到4个力学松弛过程,新增加的松弛过程是由木素分子的微布朗运动引起的。这说明木材经过高温干燥或低温干燥处理,由于受到热的作用,木材细胞壁分子链之间可能发生了一定程度的交联,从而限制了木素分子的微布朗运动。