基于单磨粒的中密度纤维板磨削特性比较研究

  目的  探究圆锥形磨粒和棱锥形磨粒对中密度纤维板（MDF）的磨削特性差异，考察切削刃对于纤维材料磨削去除的作用机制，为实现MDF高效磨削提供理论依据。  方法  采用球头圆锥磨粒和五棱锥磨粒，采用楔形式划擦法，分别对MDF开展磨削试验。使用高速摄像机、三维测力仪、3D轮廓仪测定动态磨削过程、动态磨削力变化以及磨削表面的形貌轮廓等评价指标。  结果  球头圆锥磨粒在沟壑两侧形成更多的材料隆起，但沟壑边沿区域的初始表面完整性更好。当沟壑体积相近时，五棱锥磨粒产生更多的磨屑，且在单道磨削痕迹中产生磨屑的相对时点更早，更明显的磨屑流沿着切削方向从两个前刀面流出。五棱锥磨粒的切向磨削力达到最大值的相对时间点要早于球头圆锥磨粒。两种磨粒磨削MDF时的磨削力与磨削深度均呈现二次幂增加趋势，但五棱锥磨粒对应的磨削力比更大。两种磨粒切削时比磨削能与沟壑体积呈先降低后增大的二次幂关系，并存在一个转折点即临界沟壑体积（对应一个临界磨削深度）；在沟壑体积基本相同时，球头圆锥磨粒真实的比磨削能较五棱锥磨粒更大。  结论  具有明显切削刃特征的五棱锥磨粒在磨削MDF时具有更优的磨削性能，具体表现为更高的材料去除率以及更高的能量利用率。可见，切削刃对于由纤维组成的材料具有重要的磨削去除作用。      

水曲柳磨削的砂带磨损机理研究

目的砂带磨削是木材加工行业的一项重要工艺。分析砂带磨削过程中的砂带磨损机理及其对材料去除率、磨削表面质量的影响,旨在进一步完善木材切削理论,推动新型砂带研发制造。方法本研究以水曲柳为实验材料,通过测定磨削过程中的试件质量变化和表面形貌,就砂带磨损对试件材料去除率和表面粗糙度的影响进行分析,结合试件材料去除率、磨削过程中砂带的质量变化和表面形貌探究砂带的磨损机理,并采用灰色模型预测磨削长度与材料去除率、磨削表面粗糙度之间的定量关系。结果横纹磨削时,材料去除率整体大于顺纹磨削的材料去除率。整体而言,材料去除率与砂带质量随磨削次数的增加而不断减小,试件表面粗糙度呈先增大后减小的趋势。磨削过程中,砂带磨粒出现磨损、破碎以及脱落的现象,造成砂带质量不断减小,磨粒等高性逐渐增加。顺纹方向磨削对砂带磨粒的磨损大于横纹方向磨削。磨粒磨损程度越大,材料去除率越小。当材料去除率降低至3%时,可认为已基本达到砂带使用寿命。结论磨削过程中,等高性越差,材料去除率越高。随磨削次数增加,砂带材料去除能力不断下降,试件表面粗糙度则呈先增大后减小的趋势。均值GM（1,1）灰色预测模型的平均模拟相对误差都在20%以内,适用于水曲柳砂带磨削过程中磨削长度与材料去除率、表面粗糙度之间的预测。      

中密度纤维板磨削时的砂带磨损研究及寿命评判

  目的  砂带磨削作为中密度纤维板生产加工过程中必不可少的工序，直接影响着加工效率和表面质量。目前有关木质材料磨削方面的研究基础较为薄弱，多借鉴金属磨削且多以实木为研究对象，针对人造板砂带磨削的研究极少。在实际生产中，砂带的选择和更换大多依靠工人的经验判断。本研究可以为实际生产中的砂带选择和更换提供科学依据和理论支撑，促进木材加工技术和砂带制造技术向高效智能化方向发展。  方法  本研究以中密度纤维板为试验材料，测试砂带磨削时的磨削效率和表面粗糙度，结合三维形貌图和电镜图，分析砂带磨损对材料去除率和表面粗糙度的影响，并对砂带寿命做出合理预测。  结果  MDF磨削初期磨粒尖锐，材料去除率较高，但随磨粒破碎和脱落，材料去除率下降速度较快；磨削中期材料去除率趋于动态稳定，磨削后期随着磨粒进一步钝化、局部片状脱落，材料去除率再次降低。随着磨削次数增加，磨粒在持续磨损过程中逐渐钝化、顶端直径增大，在试件表面留下渐宽的磨削痕迹，试件表面粗糙度参数S_a和S_dr数值呈下降趋势，磨削前后期粗糙度参数值较分散，中期的粗糙度参数值相对集中、收敛性好。而砂带表面粗糙度参数S_a和S_ku数值在磨削前后期相对集中，磨削中期比较分散。在试验所用120目砂带的情况下，以材料去除率为评价指标时，累计磨削长度23 096 m为砂带的使用寿命终点；以磨削表面粗糙度参数S_a为评价指标时，累计磨削长度18 375 m为砂带的使用寿命终点。  结论  砂带磨损至失效大致可以分为3个阶段，磨削效率与参与磨削的磨粒尖锐度和有效磨粒数量成正比。砂带磨损对磨削表面粗糙度影响较大。磨削加工目的不同，依据不同的考察指标，砂带寿命评判结果有差异，可以通过材料去除率和表面粗糙度的变化趋势对砂带寿命进行合理预测。      

纳米结构陶瓷(n-WC/12Co)涂层材料精密磨削的试验研究

对纳米结构陶瓷(n—WC／12Co)涂层材料在金刚石砂轮精密磨削过程中的磨削力进行了较详细的试验研究，对常规结构陶瓷(c—WC／12Co)和n—WC／12Co涂层材料的磨削力作了对比磨削试验。分析了磨削工艺参数如砂轮磨削深度、工件进给速度、金刚石砂轮粘结剂类型和磨粒尺寸以及被磨试件材料特性等对磨削力的影响。结合被磨试件表面的扫描电镜(SEM)的观察，分析了n—WC／12Co涂层材料磨削的材料去除机理。     

基于纤维角预测的针叶材抗压弹性模量建模方法

目的针叶材的管胞不仅具有输导养分的作用，而且具有较强的支撑能力，其管胞分布状态影响着木材力学特性。探究管胞分布状态与木材力学特征的内部关系对实现木材抗压弹性模量的预测有重要意义。方法本研究从针叶材管胞效应入手，设计了一套集光源发射、光斑采集与分析、木材遍历为一体的纤维角检测平台，构建了木材纤维角分布与其抗压弹性模量的数值关系模型。首先，利用最小二乘法拟合投射在木材表面激光光斑的椭圆轮廓，完成纤维角测量；然后，通过分析纤维角测量误差，选用系数为20的均值滤波方法以提高纤维角测量精度；通过对木材遍历采样，完成纤维角分布的采集；最后，以木材两个面上纤维角分布的均值、潜入系数与标准差为输入，以试样的抗压弹性模量为输出，构建了6输入1输出的4层神经网络，完成抗压弹性模量的预测。按照GB/T 15777—1995《木材顺纹抗压弹性模量测定方法》加工了落叶松试样100个，应用检测平台采集了相应试件的纤维角分布后，采用力学试验机得到对应力学真值，按照3:1的比例划分训练样本与测试样本。结果平均滤波次数选取20时，该设备纤维角采集测量误差达到0.65°以下；分别构建了以双面纤维角分布特征、单面纤维角分布特征以及双面纤维角分布特征均值为输入，抗压弹性模量为输出的网络预测模型。实验比较发现:以双面纤维角分布特征为变量的网络模型预测精度上优于其他两组，此时网络预测的抗压弹性模量准确率达到90.80%。结论应用纤维角分布特征可以实现针叶材抗压弹性模量的有效预测。最小二乘拟合与均值滤波法的结合可以有效、准确地表达纤维角的特征信息。纤维角的均值、潜入系数与标准差可以有效描述纤维角的分布特征。在构建木材抗压弹性模量时，木材双面的纤维角分布特征对其抗压弹性模量预测精度最高。      

模拟不同烹饪温度对红松籽油品质的影响及主成分分析

目的以模拟不同烹饪温度处理后的红松籽油为材料,测定其脂肪酸组成和理化性质,并采用主成分分析法进行综合评价。方法对不同烹饪温度预处理后的红松籽油通过气相质谱（GC-MS）联用测定脂肪酸组分。根据国标测定热处理前后的红松籽油理化性质。利用SPSS 19.0软件对不同温度处理后红松籽油的脂肪酸组成进行主成分分析。结果随着热处理温度的升高红松籽油的羰基价和酸值显著上升（P < 0.05）,过氧化值先升高后降低,180 ℃达到最大值9.79 mmol/kg,碘值和皂化值与对照组相比分别降低31.78%、22.86%。高温加热后红松籽油脂肪酸的种类和含量出现显著变化,不饱和脂肪酸以及亚油酸和皮诺敛酸含量下降,而反式脂肪酸的种类和含量随烹饪温度的升高而增多,加热过程中共生成5种新的脂肪酸（9t-C_18∶1（反式油酸）、（9c,11t）-C_18∶2、（10t,12c）-C_18∶2、14-甲基-C_16∶0、10c-C_17∶1）。对不同温度处理后红松籽油的脂肪酸组成进行主成分分析,共提取出2个主成分,方差贡献率分别为83.80%、10.43%。结论升高温度会降低红松籽油品质和改变脂肪酸组成。低温热处理时,红松籽油的理化指标及其脂肪酸不发生显著变化,随着温度的升高,红松籽油中多不饱和脂肪酸含量下降,反式脂肪酸的种类和含量增加。      

木质素高盐模板碳气凝胶制备及其电化学应用

目的以工业碱木质素和甲醛为原料，在盐的制孔和稳定作用下，水热反应后直接碳化制备多孔碳气凝胶，并检测其结构、理化性质和电化学性能，探究其在超级电容器电极材料中的运用。方法将2 g工业碱木质素分别与3种盐（ZnCl₂、NaCl、Na₂CO₃）混合均匀，各加入1.5 mL甲醛，搅拌成黏稠浆状，转移至反应釜中，160 ℃反应2 h，得到一系列的木质素碳气凝胶（LCA）前驱体，在通氮气保护的管式炉中，以3 ℃/min的升温速率升温至900 ℃，保温3 h进行碳化，自然冷却后取出并洗涤，得到LCA。通过比表面积测定（SSA）、扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）表征碳气凝胶的结构和理化性质，将其研磨粉碎后制成超级电容器电极，通过循环伏安测试、恒流充放电测试和开位电路阻抗测试进行电化学储能表征。结果以ZnCl₂为模板制备的LCA最高比表面积可达711 m2/g，在SEM下能观察到凝胶状结构，XRD表明LCA以无定形碳为主。在0.2 A/g的电流密度下，比电容达到124 F/g；在10 A/g的高电流密度下，比电容维持在60 F/g，电容保持率约为48%，拥有最佳的倍率性能。结论本实验以价格低廉的工业碱木质素为原料，在盐模板下经过水热和碳化过程直接制备LCA。在ZnCl₂盐模板下可以制备出高比表面积，以无定形碳为主的LCA，并拥有优良的电化学性能，可用于超级电容器电极材料。该方法绿色环保、操作简单、成本低，具有潜在的工业化利用前景。      

补片形状对修补的杨木单板力学性能的影响

以同一批次旋切杨木单板为试验对象，设计船形、菱形、锯齿形、双圆形、蝶形5种补片(为与仿真试验进行对比，试验单板及补片的尺寸均依据相关标准及仿真尺寸进行设计),用环氧树脂胶黏剂进行粘贴，制备静态拉伸试验试件；按照国家标准GB/T 36408—2018《木结构用单板层积材》、GB/T 14017—2009《木材横纹抗拉强度实验方法》,应用济南试金WDW-300E微机控制电子式万能试验机，对5种补片每组设置的20个单板试样进行木材顺纹抗拉试验，测定补片修补单板断裂应力值、应用扫描电子显微镜观测补片修补单板断裂的微观形态。应用数值模拟方法，依据汉克森(Hankinson)失效理论，对设计的5种补片形状的修补单板仿真模型进行拉伸模拟试验，计算5种不同补片形状修补单板仿真模型的断裂失效应力值。对比实测与仿真试验结果，检验仿真的有效性，分析木质单板缺陷挖补技术中补片形状对修补的木质单板力学性能的影响及单板的断裂模式。结果表明：(1)5种补片中，除菱形补片外，其余单板的失效单元均沿45°方向延伸，在电镜观测下试样断裂位置显示有多处细胞壁发生断裂，这些细胞与板壁的断裂细胞壁相连形成了宏观裂缝。(2)在数...