干燥条件对木材干缩力的影响

研究了不同规格试材在不同干燥条件下木材干缩力的变化规律。结果表明:同一厚度条件下,温度高的试件达到应力平衡所需时间比温度低的试件达到平衡所需时间短,干缩力变化也较温度低的明显,但达到应力平衡时温度高的试件所受的干缩力相对小于温度低的试件。同一温度条件下,薄试件所受干缩力要明显大于厚试件所受干缩力,且干缩力达到最大值所需的时间明显少于厚试件。试件的个体差异性产生的误差对试验也有一定的影响。     

干燥条件对木材干缩力的影响1）

研究了不同规格试材在不同干燥条件下木材干缩力的变化规律。结果表明：同一厚度条件下,温度高的试件达到应力平衡所需时间比温度低的试件达到平衡所需时间短,干缩力变化也较温度低的明显,但达到应力平衡时温度高的试件所受的干缩力相对小于温度低的试件。同一温度条件下,薄试件所受干缩力要明显大于厚试件所受干缩力,且干缩力达到最大值所需的时间明显少于厚试件。试件的个体差异性产生的误差对试验也有一定的影响。     

落叶松板材常规干燥过程的动态机械吸附特性

为探索木材常规干燥机械吸附蠕变的动态发展模式,该文在实验室条件下对50 mm厚兴安落叶松板材进行常规干燥,用切片法测定了沿厚度方向的横纹弦向干缩应变、弹性应变、黏弹性应变的一维分布情况与变化趋势,并测定了不同尺寸规格及不同预处理工艺下木材试件的自由干缩变形。根据高聚物流变学理论与木材机械吸附蠕变理论,分析了干燥过程中木材厚度方向不同位置的机械吸附蠕变变形的变化规律及其主要影响因子,概括了木材表层与心层的机械吸附蠕变变形的典型发展模式。结论如下:可以采用线性函数与指数函数来分别描述含水率在低于20%和高于20%阶段的木材自由干缩率曲线,相关性较好;木材干燥机械吸附蠕变现象具有极大变异性,与干燥应力模式及应力发展间存在相互作用;在含水率低于特定温度对应下的纤维饱和点2%～4%时,木材表层的拉伸机械吸附蠕变应变与心层的压缩机械吸附蠕变应变均接近极大值;机械吸附蠕变在一定范围内的增大将有助于干燥应力松弛,机械吸附蠕变数值可作为木材干燥工艺调整的参考因子。      

不同竹龄毛竹材物理性质的差异分析

以我国传统竹种——毛竹(Phyllostachy pubescens)为研究对象,在5个竹龄(0.5、1、2、4、6年生)和3个纵向高度水平对其壁厚、基本密度及干缩性(径向干缩率、弦向干缩率和体积干缩率)等主要物理指标进行对比研究。结果表明,毛竹材壁厚6.698-7.875mm,基本密度0.494-0.728g·cm-3,全干、气干体积干缩率分别为10.204%-17.412%、7.881%-14.914%,全干时弦、径向干缩率分别为5.131%-6.119%、4.919%-5.826%,气干时弦、径向干缩率分别为3.953%-5.264%、3.663%-4.612%。壁厚和基本密度随竹龄增加呈增加趋势,干缩率呈减小趋势,2a后干缩率保持在稳定水平。沿纵向高度从基部到梢部,壁厚逐渐减小,基本密度、全干和气干径向干缩率呈增加趋势。双因素方差分析表明:毛竹壁厚、基本密度、体积干缩率和径向线干缩率随竹龄变化在0.001水平显著;竹壁厚度和基本密度随竹秆纵向高度变化在0.001水平显著。     

刺猬紫檀材热泵干燥特性及工艺研究

为了提高名贵木材刺猬紫檀的材干燥质量,以刺猬紫檀锯材为对象,采用热泵系统对锯材进行除湿干燥同时对其干燥特性进行分析,从而进一步优化干燥工艺。研究中重点分析了干燥过程中的干燥曲线、含水率、含水率偏差、干燥应力、干缩率等影响干燥质量的因素,并借助CT无损扫描技术建立了锯材含水率与CT值的数学模型,利用模型直观表征锯材分层含水率对干燥质量的影响。在此基础上进行干燥等级评定,进而优化刺猬紫檀材的干燥工艺。结果表明,刺猬紫檀材基本密度为0.84g·cm~(-3),弦向干缩系数为0.42%,径向干缩系数0.32%,体积干缩系数0.58%。刺猬紫檀干燥过程中锯材厚度上含水率偏差较大,应力梯度较大,采用较慢的干燥速率。通过建立CT值与分层含水率的线性回归方程y=0.149 8x+18.907 R~2=0.990 3,实现木材干燥过程中应力的变化与干燥质量的可控性,获得优化的干燥工艺:20mm厚、含水率42.2%的刺猬紫檀干燥528h后,其含水率达到10.24%,而且干燥质量达到GB/T6491-2012《锯材干燥质量》规定的一级要求。热泵干燥可有效减小干燥过程中的厚度含水率梯度及干燥残余应力,减少木材干燥产生皱缩、变形、表裂等缺陷。     

不同桉树无性系及树干高度木材的干缩特性研究

对不同桉树无性系、不同树干高度位置木材进行干缩性研究,探索气干和绝干两种状态下的弦向、径向、体积等14个主要评估木材干缩性能的指标。结果显示:11个无性系木材除气干状态的差异干缩的显著水平为0.01存在极显著差异外,其余各干缩指标显著水平更高均≤0.001。不同树干高度位置木材的干缩特性,除全干状态的弦向干缩率存在极显著差异和体积干缩率显著差异外,其余指标无论是在气干状态还是在绝干状态均无明显差异。无性系木材干缩特性的变异较小,总体平均值为3.7%,变幅为2.5%～5.4%。3个不同树干高度的木材干缩特性变异相对较大,其中树干中间段(地面高2.6～5.2m)木材的干缩变异系数相对较小。气干状态木材干缩特性变异系数较全干状态高2倍。系统聚类可将11个无性系分为3个类群,每个类群具有独特的干缩特性。     

干燥过程中树盘含水率的在线检测

为实现干燥过程中树盘含水率的在线精准检测,分析了环境温度对电阻应变式称质量装置测量精度的影响规律,获得了利用环境温度和电测质量计算精准质量的二元回归方程,并用其将树盘的电测质量校正为精准质量。用树盘绝干质量、干燥过程中在线测算的精准质量计算含水率实际值,对HYD-B型含水率仪进行了实验校正。探讨了纤维饱和点之下探针深度、间距、位置及材温补偿和介质温度补偿对含水率仪测量精度的影响规律,确定适宜的探针深度和间距,得到了适宜探针深度、间距下含水率测值的修正公式。结果显示:称质量装置测量精度的二元回归校正方程的相关系数达0.99;纤维饱和点以下,探针插入木材深度距离上表面为木材厚度的1/2~2/3、间距30 mm时,含水率仪检测精度高;材温补偿和介质温度补偿对检测精度影响不大,可用方便的介质温度补偿代替材温补偿。     

基于SVM的木材纤维饱和点近区段含水率预测模型研究

[目的]研究木材纤维饱和点近区段含水率预测模型。[方法]电阻法测量木材纤维饱和点近区段含水率会出现测量值突然偏离真值的现象,即出现测量“盲点”。在研究检测原理的基础上,提出利用支持向量机方法对已测木材含水率、温度和湿度数据进行训练建模,通过模型预测得出纤维饱和点近区段含水率数值。[结果]支持向量机方法建立的模型能够预测木材纤维饱和点近区段含水率数值,模型泛化能力强,预测精度高,而且只需要少量样本数据就可以实现预测,很好地解决了电阻法在测量过程中的“盲点”问题。[结论]支持向量机预测模型提高了木材干燥过程中全量程含水率的检测精度,对木材干燥过程的含水率建模具有一定研究意义。     

腐朽对山杨木材吸水性和电阻的影响

以山杨木材试件为研究对象,研究在健康状态和腐朽状态下木材电阻和含水率的关系、木材腐朽前后绝干质量、含水率、电阻的变化及关系。结果表明,腐朽木材电阻受含水率的影响规律与健康木材相似,即随着含水率升高木材电阻下降;纤维饱和点以上相同含水率下,健康木材的电阻远远高于腐朽木材电阻,而木材腐朽后吸水性增强含水率升高使得电阻进一步降低,木材腐朽之后电阻明显减小;腐朽后木材电阻与健康木材电阻和增水率整体显著相关,木材减阻率与其失重率和增水率间具较强的二元线性关系。     

高频加热对落叶松含髓心方材水分迁移的影响

以横截面120 mm落叶松含髓心方材为研究对象,检测并对比分析了高频-对流干燥与常规对流干燥过程中,试材含水率及其沿厚度方向分布的变化,探讨了高频-对流干燥过程中高频复合加热对木材内部水分迁移的影响。结果表明:1干燥过程中在对流加热的同时实施高频加热,干燥速率由单独对流干燥过程中的0.153%/h提高到0.398%/h。2高频加热对水分迁移的促进作用效果,木材纤维饱和点之上随着含水率的降低而增大,纤维饱和点时最强;纤维饱和点之下随着含水率的降低而减弱。3高频加热对含水率分布均匀性的作用效果显著,但随着干燥的进行作用效果减弱。     

大径级火力楠木材干燥特性和干燥工艺研究

采用百度试验法研究木材干燥特性,利用小型木材干燥试验机分别对25 mm和40 mm厚锯材进行常规干燥试验研究锯材干燥工艺基准。结果表明,火力楠木材的百度干燥缺陷程度较轻,初期开裂等级为2,扭曲变形等级为2,截面变形等级为1,内裂等级为1;木材的干燥速度中等,等级为3。木材含水率为15%时的密度为0.679 g·cm^-3,属中等。木材的差异干缩很小,干燥过程产生开裂的趋势较小。采用制定的干燥基准对锯材进行常规干燥,25 mm厚锯材从初含水率87.9%干至终含水率9.1%,干燥用时169.0 h (7.0 d),平均干燥速率0.47%·h^-1;40 mm厚锯材从87.5%干至8.5%,干燥用时341.0 h (14.2 d),平均干燥速率0.23%·h^-1。2种厚度干燥锯材的平均最终含水率、干燥均匀度、厚度上含水率偏差、残余应力以及可见干燥缺陷方面的指标,均达到了国家标准规定的锯材干燥质量二级及以上级别的要求。本研究编制的2种厚度火力楠锯材的干燥基准合理,可为实际木材的干燥生产提供科学依据。     

汽蒸处理对落叶松木材物理性质的影响

本文取兴安落叶松(Larix gmelinii Rupr)生材加工成规格为20mm×20mm×20mm的试样;于常压下汽蒸1、2、4、8、16、32、48、64、96h。测定了气干和全干状态的干缩率、气干密度、基本密度和平衡含水率(EMC)等物理性质的变化情况。结果表明:①木材全干干缩率除汽蒸初始1h略有下降外,均随汽蒸的延续而逐渐增加,至64 h达最大值,径向、弦向和体积干缩率分别为7.28％、13.40％和21.85％,若继续延长汽蒸时间,干缩率稍有降低。②汽蒸过程中差异干缩值的变化不大,稍有降低。因而,汽蒸不会加剧差异干缩,并能使其有所改善。③气干密度和基本密度均随汽蒸的延续而逐渐降低,至48h降达最低值,分别为0.615g/cm~3和0.487g/cm~3,若继续汽蒸,气干密度和基本密度均稍有回升。④平衡含水率(EMC)随汽蒸的延续而逐渐降低,汽蒸96h降为8.53％。因此,汽蒸处理对落叶松木材物理性质的影响不大,落叶松成材汽蒸处理时间,一般不宜超过16h。     

含水率和密度对木材应力波传播速度的影响

为了用应力波检测木材含水率,采用ARBOTOM 应力波测试仪测量了木材径向不同位置上的试件在不同含 水率(0 ~65%范围内)条件下的应力波纵向传播速度。结果表明:木材中应力波传播速度随含水率的下降而增加; 当含水率低于纤维饱和点时,传播速度随含水率下降增加较大,其中山毛榉的增幅为17.4% ~19.5%,落叶松的增 幅为18.2% ~20.8%;当含水率高于纤维饱和点时,传播速度随含水率下降增加较小,其中山毛榉的增幅为6.0% ~ 7.9%,落叶松的增幅为8.0% ~10.6%。当含水率相同时,应力波在同一树种木材不同位置上的传播速度不同,这 与木材不同位置的基本密度差异有关。应力波传播速度随木材基本密度的增大而增大,其中山毛榉木材的增幅为 17.5% ~20.8%,落叶松木材的增幅为12.7% ~ 14.5%。同一树种内的任意含水率下,基本密度不同时应力波传 播速度之间差异显著,传播速度和基本密度之间存在较好的正相关线性关系。不同树种之间,传播速度和基本密 度之间没有明显关系,这可能与不同树种之间的成分差异有关。      

不同状态胡杨木材物理性质变化研究

为了全面掌握不同状态胡杨木的物理特性变化规律,分析胡杨木强耐腐性的主要原因。以内蒙古额济纳胡杨保护区的胡杨活立木、伐倒木和枯倒木为研究对象,按照国家标准分别测定了不同状态胡杨木的密度、干缩性、吸湿性和尺寸稳定性,运用X-线衍射法表征胡杨木的纤维结晶度,并比较3种不同状态胡杨木的物理特性变化情况。结果表明,不同状态的胡杨气干密度、全干密度、弦向干缩率、径向干缩率、体积干缩率5项指标差异显著。随着木材伐倒时间的推移,木材密度和干缩率指标会逐渐下降。不同状态胡杨木的差异干缩系数、吸湿率、弦向湿胀率、径向湿胀率、体积湿胀率、结晶度等指标差异不显著。根据我国木材材性分级标准胡杨属轻等级别木材,尺寸稳定性较优。通过对不同状态胡杨的物理特性比较研究,得出胡杨的强耐腐性与其本身具有优良的物理特性密切相关。     

30 mm厚斜叶桉锯材常规间歇干燥基准

  目的  产自澳大利亚的斜叶桉木材渗透性极低,常规干燥过程中极易开裂、皱缩,难以保证质量。本研究在常规干燥工艺中引入间歇处理,制定常规间歇干燥基准,缩短斜叶桉锯材干燥时间的同时提升其干燥质量。  方法  采用100 ℃试验法测定斜叶桉木材干燥缺陷等级,拟定干燥初终期条件。结合Keylwerth研究,用图表法得到初步常规干燥基准,干燥30 mm厚斜叶桉锯材。根据干燥初期锯材表面的皱缩程度,设置间歇处理,修订原基准。依据GB/T 6491—2012《锯材干燥质量》,从含水率梯度、弯曲、开裂程度、皱缩等方面评价锯材干燥质量。  结果  本研究中斜叶桉试件平均基本密度为（558 ± 21） kg/m3。综合弦切和径切试件测得的缺陷等级,评定斜叶桉木材干燥缺陷等级为初期开裂4级,内裂5级和截面变形5级。据此拟定30 mm厚斜叶桉锯材常规干燥基准的初始温度为46 ℃,初期干湿球温差为1.5 ℃,后期最高温度为67 ℃。干燥过程中试件平均含水率为37.7%、34.4%和24.4%时,观察到严重皱缩,做了3次间歇处理,处理时长分别为16、8和8 h。试件从61.0%的平均初含水率干燥到10.8%的终含水率,共耗时20 d,平均干燥速率为0.10%/h。试件厚度方向含水率偏差为0.70%,可见干燥缺陷指标中顺弯、翘弯、扭曲、纵裂、内裂均达到一级标准,但试件横弯和皱缩较严重,仅能达到三级标准。  结论  100 ℃试验法表明:由皱缩导致的截面变形为斜叶桉木材最为严重的干燥缺陷,且径切板的皱缩程度要大于弦切板。在依据100 ℃试验制定的初步干燥基准中加入间歇处理,能够较为有效地缓解和抑制皱缩。本研究中干燥的30 mm厚斜叶桉锯材仍然存在少量皱缩,未达到GB/T 6491—2012中锯材干燥质量二级指标。但是,干燥时间比传统的大气干燥 + 常规干燥的联合干燥方式减少约90%,且干燥质量有所提高。本研究推荐的常规间歇干燥基准可为斜叶桉锯材的实际应用提供科学依据。      

非稳态法测定杉木板材的水分扩散系数

用非稳态法在一定的实验条件下测定了人工林杉木Cunninghamia lanceolata板材的水分扩散系数，并且探讨了干燥介质温度、初含水率和纹理方向等对杉木板材水分扩散系数的影响。结果表明，干燥介质温度越高，扩散系数越大；初含水率越高，扩散系数越大，在纤维饱和点附近迭最大。当木材含水率在纤维饱和点以下时，杉木板材水分扩散系数都随着初含水率的增加而增大；当木材含水率在纤维饱和点以上时，扩散系数基本保持恒定；杉木板材的纵向水分扩散系数远大于横南水分扩散系数，其比值为5～7；杉木板材的径向水分扩散系数略大于弦向水分扩散系数，其比值为1．0～1．5。表3参11     

黔北地区主要竹种干缩性能的差异分析

为黔北地区竹子良种选育和竹产业开发提供依据,对该地区几种主要竹种的干缩性能进行了研究.结果表明:各竹种的干缩率之间存在一定的差异,麻竹、硬头黄、撑绿竹和吊丝球竹的各干缩率相对较大,毛脚龙竹、金佛山方竹和斑竹相对较小,其余竹种居中.另外,不同竹种的气干差异干缩、全干差异干缩也存在一定的差异,且各竹种的全干差异干缩均大于气...     

人工林灰木莲木材物理力学性质研究

研究了灰木莲木材的密度、干缩性、弯曲强度、冲击韧性、硬度等主要物理力学性质。结果表明:基本密度、气干密度(含水率为12%)和全干密度分别为0.408、0.463和0.435 g/cm3,气干密度属于国产木材的轻等级水平。全干差异干缩和气干差异干缩分别为1.714和1.900,弦向和径向干缩湿胀差异较大。抗弯强度81.2 MPa,顺纹抗压强度43.7 MPa,冲击韧性17 kJ/m2,端面、弦面和径面硬度分别为4 200.1、2 984.8和2 589.7 N。灰木莲木材的综合强度为124.9 MPa,属低等材。     

擎天树木材物理力学性质研究

研究擎天树木材的密度、干缩性、弯曲强度、冲击韧性、硬度等主要物理力学性质.结果表明:基本密度、气干密度(含水率为12％)和全干密度分别为0.58°、0.658 g/cm3和0.627 g/cm3,气干密度属于国产木材的中等级水平.全干差异干缩和气干差异干缩分别为2.25和2.39,弦向和径向干缩湿胀差异较大.抗弯强度99.6 MPa,顺纹抗压强度52.1 MPa,冲击韧性53.3 kJ/m2,端面、弦面和径面硬度分别为5 864.8、5 097.3 N和5 265.9 N.擎天树木材的综合强度为151.69MPa,属中等材.     

预冻处理对杨木皱缩特性的影响

对杨木进行预冻处理,可以减少板材的皱缩,改善木材的干燥性能,本文研究了预冻处理对杨木皱缩特性、干燥特性、干缩特性的影响,并对预冻材与素材在上述特性上做子比较;分析了预冻工艺,试验结果表明,预冻处理过程中所产生的气泡和融冰过程是减少皱缩的主要原因,从而证实了水分蒸发张力是引起木材皱缩的主作用力。