木质地板结构与密度分布特征的CT技术检测

利用CT技术无损检测实木地板、杨木重组木地板以及毛竹重组竹地板的内部结构,并分析了三者的密度变异特征。结果表明:密度变异重组木地板＞重组竹地板＞实木地板;杨木重组木地板从表面到背面的剖面密度分布（VDP）呈现小幅下降后大幅上升的趋势,而实木地板与毛竹重组竹地板VDP无明显变化规律。CT技术能用于地板结构与密度的检测与分析,并将在木质地板质量无损检测以及重组材地板工艺优化研究中产生积极影响。      

强化地板数控横向开榫机主轴的有限元分析

在分析和研究强化地板加工工艺的基础上,结合强化地板全自动生产线的工艺流程,确定了强化地板数控横向开榫机的开榫工艺及加工运动方式。对强化地板数控横向开榫机的齐边锯主轴进行ANSYS有限元分析和静力学仿真分析,获得其应力、应变和变形云图,校核其强度、刚度;通过模态分析,获得齐边锯主轴的前六阶固有频率及振型,检验其振动稳定性,验证其结构设计合理性。为设备主轴的创新设计提供了新的思路。     

基于ANSYS Workbench小麦脱粒机离心风机叶轮有限元分析

离心风机在农业生产中有着广泛的应用,叶轮是风机的主要部件之一,对风机性能有很大影响。本研究以小麦脱粒机离心风机的叶轮为研究对象,应用Creo建立风机叶轮的三维模型,并将模型以IGS格式导入到有限元分析软件ANSYS Workbench中,对其进行静力学分析和模态分析。通过静力学分析,得到叶轮工作时的等效应力与应变云图:最大应力出现在轮盘轴孔台肩周围和叶片内侧与叶轮连接处,最大值为204.2 MPa,小于材料屈服强度420 MPa;通过模态分析,得到前八阶模态的振频和振型:叶轮的干扰频率21.82 Hz远小于前八阶模态的振频;根据分析结果,验证了叶轮工作的安全性。利用Creo和ANSYS Workbench的联合进行有限元分析,不仅缩短了静力学分析和模态分析所需的时间,而且提高了结果的准确性,为优化设计提供了理论依据。     

管内封堵器橡胶筒长度对封堵性能的影响

橡胶筒是油气管道内封堵器封堵模块中的核心部分,为了研究橡胶筒轴向长度对封堵过程的影响规律,通过橡胶材料的力学性能测试及材料非线性和接触非线性理论研究,结合动力学有限元仿真分析方法,建立了封堵器橡胶筒封堵过程力学模型。利用该模型进行了不同长度橡胶筒封堵过程的模拟仿真分析,总结了橡胶筒长度对封堵性能的影响规律。研究表明:在同样的驱动力作用下,随着橡胶筒有效长度的增加,橡胶筒与管壁之间的接触力不断减小,对应的等效应力和接触应力也减小。因此,在封堵器橡胶筒选型阶段,在保证压缩后有效密封长度大于封堵所需安全长度阈值的前提下,应尽量选择有效长度相对较短的橡胶筒结构。     

基于马尔可夫链-蒙特卡洛法的碳酸盐岩三维数字岩心模型重构

数字岩心技术起源于储层岩石微观孔隙结构建模研究,基于岩石的二维统计特征信息或三维扫描成像,是利用一系列图像处理算法或数学方法实现三维数字岩心的模型重构,并在此基础上进行岩心微观表征及物理特性分析的方法.目前常用的三维数字岩心数学建模方法分为随机法和过程法两大类,其中马尔可夫链蒙特卡洛法(MCMC法)是一种随机方法,其以计算速度快、适用范围广和可体现各向异性等优势被广泛使用.以碳酸盐岩为研究对象,利用MCMC法建立了不同图像尺寸的碳酸盐岩三维数字岩心,并对建模结果进行了分析.结果表明,由于MCMC法中选取用于计算转移概率的邻域模板的长度有限,重构结果受其图像尺寸影响较大;当图像尺寸较小时,重构三维数字岩心模型切面的孔隙度与原始二维图像切面的孔隙度符合度较高,建模结果较为理想;图像尺寸较大时,重构三维数字岩心模型切面的孔隙度与原始二维图像切面的孔隙度差异较大,建模效果不佳.因此,利用MCMC法重构三维数字岩心模型时,应选择合适的图像尺寸,尽可能建立最接近真实岩心的三维数字岩心模型.     

新型三自由度并联机器人平台的设计与仿真

提出并设计了一种新颖的三自由度并联机器人平台,整体结构分为3层:底座、中间层和动平台。中间层由3个伸缩杆连接而成,各层之间通过桁架连接;通过调节中间层的3个伸缩杆长度,使动平台具有空间3个自由度(1个平动自由度和2个转动自由度);利用CREO2.0建模软件建立了整体结构的三维模型,并通过ADAMS虚拟样机仿真软件对整个结构进行静力学与运动学仿真分析。该并联机器人平台满足运动和承载的性能要求。     

超声冲击处理对不同材料的应力应变影响的有限元模拟

采用有限元的方法建立了不同材料力学性能的超声冲击处理模型。根据Johnson理论得出的冲击动力学公式,找到影响应力应变的关键参数:弹性模量、泊松比以及静态屈服强度。分别讨论了弹性模量、泊松比以及静态屈服强度对超声冲击处理后材料应力应变的影响,旨在探讨超声冲击处理对不同力学性能材料的应力应变强化程度。结果表明:材料的弹性模量、泊松比以及静态屈服强度都会影响超声冲击处理的应力应变;材料的弹性模量越大,其冲击处平行于材料表面方向应力和等效塑性应变都会显著增大;材料的泊松比越大,x方向应力和等效塑性应变都会增加,但泊松比对等效塑性应变影响大于x方向应力的影响;随着静态屈服强度的增大,冲击处的x方向应力显著增大,等效塑性应变值显著降低。     

摇杆式桑叶采摘机采摘装置的有限元分析

旨在运用有限元分析软件建立摇杆式桑叶采摘机采摘装置的三维模型,从不同材料、刀具支撑杆的不同长度、刀具支撑杆的不同横截面形状等3个方面对采摘装置进行有限元分析,获取最危险工况下采摘装置受力的应力云图。结果表明,采摘装置选用普通碳钢材料的挠度值小于铝合金材料;刀具支撑杆的挠度值、应力值皆与刀具支撑杆长度间存在正相关关系;当圆形截面刀具支撑杆横截面面积与矩形截面刀具支撑杆横截面面积相同,且2种刀具支撑杆的长度也相同时,圆形横截面刀具支撑杆的挠度值与应力值皆小于矩形横截面刀具支撑杆。结合实际的生产条件,最终确定采摘装置材料选用普通碳钢,刀具支撑杆横截面形状采用圆形结构,刀具支撑杆长度定为325 mm,以期为今后制作桑叶采摘机物理样机提供理论依据。     

双螺旋旋耕埋草模型刀辊横刀刃口螺旋线的逆向重构

采用相似法研究双螺旋旋耕埋草刀辊对土壤的切削特性,根据相似原理设计并制作了与原型刀辊比例为1∶2的旋耕埋草模型刀辊。为检验模型刀辊横刀螺旋线是否存在制造误差,基于逆向工程技术,以模型刀辊的横刀组为对象开展了三维形状的重构研究。以端面横刀侧平面为基准平面,利用FD-Y685型三坐标测量机对螺旋横刀组进行了扫描,利用CATIA V5软件对所获取的云图进行了导入和过滤处理,借助MATLAB软件以过滤后的云图测量数据为依据对横刀刃口螺旋线进行反求。结果表明:横刀刃口螺旋线上各测量点与对应理论反求点之间距离最大值为6.016mm、最小值为0.624mm、平均值为3.243mm;各测量点与对应反求点间最大伸长率5.2%,最小伸长率0.6%,平均伸长率3.6%;三维逆向重构作为一种测量技术可用于农业装备形状的精确测量、反求与重构。     

6HT-100型核桃分级破壳机机架的有限元分析

[目的]机架是核桃分级破壳机的关键部件,为了研究其动态特性,掌握应力应变情况,明确机架在受力后的薄弱环节。[方法]首先分析该机机架的工作特性,结合核桃分级破壳机要求,确定机架结构参数;其次,利用三维实体建模软件Solid Works建立机架模型,将其通过接口导入ANSYS Workbench有限元分析软件中,对所建机架模型进行静力学和模态分析;最后求解并得到核桃分级破壳机机架的总变形图、等效应力云图、等效应变图及机架的前6阶模态频率和振型。[结果]结果表明,机架最大应力为23.48 MPa[τ]=68.96 MPa,模态频率为7.5~66.8Hz,机架结构设计合理,能够达到工作要求。[结论]为后续优化设计奠定基础并提供参考依据。     

结合部等效参数修改在结构动力分析中的应用

根据机械动力学原理和动态子结构方法,利用有限元分析工具ansys 5.7软件建立TH6350卧式加工中心整体结构有限元模型,通过修改结合部等效参数达到对其动力特性进行分析与优化的目的.     

高温过热蒸汽干燥处理对木地板尺寸稳定性的影响

以日本柳杉（Cryptomeria japonicaD.Don）为试材,经温度为140,160,180℃,相对湿度均为100%的过热蒸汽处理及干燥后制成木地板,对其吸湿解吸特性及化学成分进行分析,考查在潮湿或干燥的自然环境使用中的尺寸稳定性.研究结果表明：经高温过热蒸汽干燥处理后的木地板尺寸稳定性得到了改善.     

越南香枝木解剖构造及物理力学性能研究

确定了越南香枝木中文名为越南黄檀。对越南香枝木的构造特征进行解剖研究,并测试了越南香枝木主要的物理力学性能。结果表明,越南香枝木密度大,干缩率中等,抗弯强度、抗弯弹性模量高、端面硬度高。此外,比较了越南香枝木与海南香枝木的构造特征,结果显示两者之间管孔、木射线与轴向薄壁组织差异较为明显,可以作为鉴别依据。     

单板层积材的三维光学检测及其托盘的有限元仿真分析

目的单板层积材应用广泛,但其性能测试多采用破坏性实验方法,存在检测效率低且会造成资源浪费的不足。本研究对一种新型层积板材及其制得的托盘进行无损检测,旨在为木质层积材及制品性能的高效、精确检测提供理论参考和技术支撑。方法将三维光学检测法与有限元仿真分析相结合,首先采用数字散斑法测量并计算获得新型层积板材的弹性常数（包括弹性模量,泊松比,剪切模量）;然后导入有限元仿真分析中,分别选取layer单元和solid 185单元对板材模型进行网格划分和静力模拟,优化其仿真模拟参数;参照国际标准ISO 8611—2011 对新型层积板材托盘性能进行检测,利用Solidworks建立及装配托盘模型,在ANSYS workbench软件中对托盘整体结构进行整体抗压、底板抗压、面板抗压和角跌落等仿真模拟,并与实验测试结果进行对比分析。结果三维光学法获得的弹性参数可以应用于新型层积板材及其制品的有限元仿真分析中,ANSYS有限元仿真结果可靠;将新型层积材作为整体结构,选用solid 185单元的仿真模拟结果与实际测试情况最为接近;新型层积材托盘静力仿真分析中托盘的最大变形与实验结果相近,4种工况仿真分析结果与实测结果相同。结论三维光学检测法结合有限元仿真分析可以对木质层积材及其制品的受力、变形和破坏情况进行无损检测,可达到高效和节能的目的。      

节子的性质及其对木材材性的影响

树节是指树干内部的枝条基部或枯死枝条形成的结疤，在用材中称为节子。在树木生长过程中节子独特的理化性能对树木的生长有良好的作用。但是在木材加工利用过程中节子的存在严重影响木材性能和加工利用。本研究对节子的构造、物理力学性质、化学性质和检测方法等5个方面研究现状进行了总结。节子的存在对于树木的生长过程中枝条与树干之间最佳连接方式，无论在应力作用还是外部细菌等因素的影响下，节子在树木生长过程中所体现的物理性能和化学性能都有着良好的作用。但是在木材的利用中，节子对于木材力学性能和加工性能的影响巨大，不仅对于刀具损伤较大，在一定程度上降低木材的抗拉、抗压、抗弯性能，同时对于木结构连接部位的力学性能也有一定影响。目前国内外对于板材节子检测的研究较充分，但是对于原木的节子检测研究较少。在有节材力学性能预测方向，得到了较为精准的预测模型。并且通过节子特征、林木密度、树龄、树干特征等对节子进行预测，帮助在树木生长过程中对木材进行改良。现阶段对节子的研究主要集中在力学性能和检测等方向，对于节子部位的超微观构造和构造智能性利用等方面相对薄弱，对于节子如何影响木材力学性能的机理并未深入。     

3种实木地板材主要物理力学性质比较研究

采用传统的木材物理力学试验方法,对实木地板木材香二翅豆、番龙眼和栎木的主要物理力学性质进行了比较研究.结果表明,3个材种中香二翅豆的干缩率最小,密度、抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗压强度、横纹径向抗压和横纹弦向抗压以及冲击韧性最大,其主要物理力学性质品质等级属于高级;番龙眼的弦向干缩率和冲击韧性较栎木的小,其它物理力学性质指标居中,其主要物理力学性质品质等级属于高级;栎木的弦向干缩率和冲击韧性较番龙眼的大,其它上述指标均为最小,其主要物理力学性质品质等级属于中等或高级.方差分析结果表明,除了冲击韧性指标外,3个材种上述主要的物理力学性质指标均在0.01水平达到了显著水平.研究结果对于这些材种实木地板的加工利用具有较大的实际指导意义.     

三聚氰胺–尿素–葡萄糖（MUG）生物质树脂/硅酸钠复合改性杨木的性能与机理研究

  目的  研究改性材的微观形貌、化学结构和元素成分等变化,探讨三聚氰胺–尿素–葡萄糖（MUG）生物质树脂复合改性剂对杨木的改性作用机理,旨在为MUG复合改性剂的应用提供依据,促进木材的绿色改性。  方法  通过将有机硅烷等疏水基团,引入MUG生物质树脂与硅酸钠的复配溶液中,制备硅烷杂化MUG树脂/硅酸钠复合改性剂（GS_T）,对杨木进行真空加压浸渍处理,测试改性杨木的物理力学性能,采用扫描电镜–X射线能谱仪（SEM-EDX）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、X射线光电子能谱仪（XPS）和X射线衍射仪（XRD）等,表征改性材的微观形貌、化学结构、元素成分和结晶度,利用微型量热仪（MCC）测试其燃烧性能和热解特性。  结果  SEM-EDX分析表明:GS_T改性剂渗透性好,能有效渗入木材细胞腔和细胞壁中;改性材的C、O、Si元素无规分布于木材细胞腔、细胞壁、细胞间隙等处,导管沉积最为明显;改性剂对木材孔隙的填充以及对纤维素非结晶区的充胀,有效提高了木材的尺寸稳定性和力学性能。FTIR分析表明:GS_T改性材中半纤维素等多糖与改性剂发生了交联反应,减少了C=O、—OH等吸水性基团。XPS分析表明:GS_T改性材的C1最多,C3最少,木材的多糖类物质、木质素醇羟基、酚羟基以及羰基等活性基团与改性剂发生反应,减少了羰基等活性基团,增加了C—H、C—C结构含量。XRD分析表明:GS_T改性材衍射峰无明显变化,相对结晶度增大,说明改性剂进入纤维素非结晶区使其分子排列更加有序。MCC分析表明:GS_T改性材的热释放能力、热释放速率峰值和总热释放量分别下降了65.7%、66.2%和6.2%,800 ℃残炭率提高了122.6%,热释放强度大大降低,火灾危险性减小。  结论  GS_T复合改性剂可有效渗入杨木内部,与木材中半纤维素等多糖发生交联反应,减少糖基等活性基团,使非结晶区排列更为有序,从而提升改性杨木的物理力学性能。      

白蜡杆材的动态热机械分析

试验材料为6年生白蜡杆材,利用动态热机械分析仪（DMA）测试其不同高度的动态力学性能。结果表明,在试验温度范围内,随着温度的升高白蜡杆材的储能模量呈下降趋势,损耗模量和损耗因子呈“升高—下降—升高—快速下降”的双峰形;且白蜡杆材上部具有较高的刚度和阻尼,玻璃化转变温度为255.84℃,比下部的玻璃化转变温度高7.82℃。综合评价认为,6年生白蜡杆材上部的材性优于中部和下部的。     

淀粉处理方法对淀粉-木质复合材料性能的影响

采用烘箱、微波、紫外和甘油处理对原淀粉进行改性,通过聚氨酯交联剂将改性淀粉与木粉经模压制备复合材料。采用X-射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和热重分析仪（TGA）对复合材料进行表征,并对力学性能和吸水厚度膨胀率进行测试。结果表明,不同处理方法改性淀粉的结晶结构和颗粒结构均有一定程度的破坏,微波处理和紫外处理的淀粉-木质复合材料的拉伸强度、静曲强度和耐水性能较好。