小径材定宽拼板机结构设计与分析

针对小径材指接板齐边加工缺少专用机床的问题,提出小径材定宽拼板锯切机的结构设计。首先分析加工对象,并根据其形状特点确定定宽拼板的加工工艺,根据所设计的加工工艺流程确定小径材定宽拼板锯切机的总体结构布局,并对纵向锯切总成的切削力进行计算,得到纵向锯切总成的切削力为88.26 N,进而确定其切削功率,选取额定功率为4 kW的三相异步电机作为纵向锯切总成的切削电机,并对纵向锯切总成进行结构设计,最后利用ANSYS对纵向锯切横梁进行有限元分析,施加各种载荷后得到最大应力、应变和变形值分别为27.9 MPa、每米变形0.14 mm和0.062 mm,对锯切横梁截面尺寸进行结构优化并分析,最终确定截面尺寸为150 mm×100 mm×8 mm,所设计的小径材定宽拼板锯切机能够完成对小径材指接板的自动化加工,加工效率较高,为小径材定宽拼板锯切机设计提供了新思路。     

山杨小径材干燥特性的研究

本文从山杨小径材的材性与成熟材材性的差异，对干燥时易皱缩的原因作了研究和分析，并指出汽蒸两段式干燥基准可有效地减少皱缩。     

白桦及毛白杨小径材木方软化工艺的研究

用正交试验法，对白桦及毛白杨小径材木方进行了切板前水煮软化处理。结果表明，在一定范围内，软化介质的温度越高及保温时间越长，木材软化效果越好。超过一定范围以后，继续升温或延长保温时间，会因木材的结构被破坏而降低软化效果。试验还表明，含水率低于纤维饱和点的木方，水煮前进行水浸泡处理能改进软化效果。     

杉木短周期小径材培育模式的林分直径结构及经营要素预测

以6~14年生杉木短周期小径材人工林为研究对象,对其直径结构进行统计分布检验,采用Weibull生长方程对林分直径累积分布进行模拟,并通过动态预测分析立地、林分密度、主伐年龄对培育目标的影响。结果表明:88.3%的样地其林分直径分布为左偏,林分直径分布峭度为负值的样地占所有样地的81.7%,林分平均直径对应的植株数量累积分布率为55.1%,直径结构为Weibull分布的林分占86.7%;两参数Weibull生长方程对各林分直径分布具有较好的适合度(R2>0.99),参数b、c具有明显生物学意义,分别与林分平均直径和直径变异系数呈紧密线性关系(R2=0.986 7、0.885 7)。采用回归法建立直径曲线1-1/e和拐点处参数回收方程,关键点处直径与林分平均直径呈紧密幂函数关系(R2≥0.95),由此构建的林分直径预测系统K-S检验通过率为85%。通过建立林分平均直径与年龄、立地指数和林分密度的多元非线性关系,在对不同关键要素组合模式下林分不同径级立木植株数量动态预测的基础上,比较分析不同要素对培育目标的影响,提出了杉木短周期小径材培育模式关键技术的理论参数。     

人工林小径圆柱材干燥过程中木材内温度和含水率的变化规律

本文以日本柳杉和杉木小径圆柱材为研究对象,对常规干燥过程中木材内部的温度和含水率进行试验。结果表明:人工林日本柳杉和杉木小径圆柱材在干燥过程中木材内部温度形成了外高内低的整体性温度场,含水率在试件断面上形成了里高外低近抛物线分布。     

东北产硬阔叶树小径木干燥工艺的研究

本文主要研究东北产硬阔叶小径材的干燥工艺问题。通过对柞木、水曲柳和桦木板材的常规干燥试验,提出了可行的干燥基准,确定了合理的干燥工艺。试验的板材厚度均取25mm。试验结果表明,在保证干燥质量的前提下,与普通锯材比较,干燥时间大大缩短。测定了三个树种的干缩系数,并和普通锯材作了比较。分析了边材、心材和髓心材的干缩特点,阐明了小径材弦径向干缩差异大是其难干的一个主要原因。另外,髓心对干燥缺陷的产生影响较大。讨论了热湿处理与干燥速度、弦径向干缩比和干燥应力之间的关系。     

小径桉木半剖材气干过程的对流传质模型

在室内环境下,即温度=(20±5)℃、相对湿度=(40±10)%,通过合理堆垛将小径桉木半剖材(木材半径=(60±10)mm,长度=(300±50)mm)由生材气干至木材绝对含水率为30%。在气干干燥前测定半剖材的半径、长度,从而计算出水分蒸发面积,在干燥过程中每相隔24 h记录气干环境的温、湿度条件及半剖材的质量。通过一系列对流传质公式及建模软件的辅助,建立出小径桉木半剖材气干过程对流传质理论模型,与实验结果进行拟合、验证,并修改理论模型。在实际生产过程中以此理论模型为依据,在保证干燥质量的前提下降低木材的干燥能耗,节约企业的时间成本,提高企业的经济效益。结果表明:试件表面对流传质系数与试件含水率呈正相关关系,试件平均含水率的降低速率在气干初始阶段较大,但随着时间的推移而有逐步减缓的趋势。     

小径阔叶树于容积密度变化规律的研究

本文运用方差分析及统计假计检验对米槠（Ｃａｓｔａｎｏｐｓｉｓ　ｃａｒｌｅｓｉｉ）、闽粤栲（Ｃ．ｆｉｓｓａ）及丝栗栲（Ｃ．ｆａｒｇｅｓｉｉ）三种小径阔叶树干容积密度变化规律的研究结果表明：树干不同高度容积密度之间差异不显著；树干各高度容积密度与树干容积密度之间的差异不显著，且以０．３Ｈ～０．４Ｈ之间的差异最小；树干各高度容积密度平均变动系数为６．４％；米槠与闽粤栲、丝栗栲与闽粤栲之间的树干容积密度差异显著，米槠与丝栗栲之间差异不显著；同一树种不同个体之间的容积密度变动系数为６．０％～７．８％．     

小径木单板双面刨切机自动进出料台主轴结构的设计研究

为提高小径木单板生产的自动化程度,保证小径木单板双面刨切机整体的生产加工效率,设计了小径木单板双面刨切自动进出料工作台。首先对加工对象及其加工工艺进行分析,确定出原木单板双面刨切的加工工艺流程,制定单板双面刨切机自动进出料台的总体布局方案。其次,对单板双面刨切机自动进出料台主轴进行理论计算,并利用Solid Works 2012软件对其进行结构设计。最后,利用ANSYS分析软件,对单板双面刨切自动进出料台的分料翻板主轴进行静力学分析,根据分析结果对其进行调整,避免单板双面刨切机自动进出料台在工作过程中出现共振危险。结果表明,小径木双面刨切机的小径木单板双面刨切机自动进料工作台的结构设计合理,主轴结构满足强度要求,提高了小径木单板生产的自动化程度,提高了生产效率。     

长白落叶松早材管胞纵向抗拉强度的研究

采用零距拉伸方法,研究了4株长白落叶松早材管胞的纵向拉伸强度株内变异性及主要影响因素。结果表明,长白落叶松早材管胞纵向拉伸强度均值为373.69 MPa,早材管胞纵向拉伸强度年轮内和株内纵向的变异差异不显著,径向的变异在0.01水平上显著。通过对水分、微纤丝角和密度等因素的研究表明,早材管胞的纵向抗拉强度随着微纤丝角的增大而减小,气干态和饱水态的管胞纵向抗拉强度在0.05水平差异显著,早材管胞纵向抗拉强度与气干密度在0.01水平具有显著的相关性,相关系数为0.861。     

小径木梯形板锯刨机结构设计与研究

针对目前市面上加工小径木的机器加工精度低、效率不高、出材率低等问题,分析提高小径木梯形板出材率、加工效率及加工精度的设计方法,通过新的设计方法制定了新的加工工艺。结合工艺分析设计了小径木梯形板锯刨机的总体结构,可以对小径木梯形板进行锯切、粗刨、精刨加工。在对其核心组件锯切组件与刨削组件的加工原理进行分析的基础上,设计了锯切组件结构与刨削组件结构。通过导入锯切主轴SolidWorks的三维模型,利用ANSYS对其锯切主轴进行静力学分析,得到锯切主轴的应力、应变和变形云图,其中最大应力值为7.435 MPa、最大应变值为0.042 316 mm/m、最大变形量为0.002 178 8 mm,其强度、刚度及变形量均在许用范围内,仿真验证了锯切主轴的设计的合理性。     

木材表面缺陷特征轮廓提取算法研究

虫眼、活节和死节是最常见的木材表面缺陷,是木材分选过程主要的识别目标,精确提取木材表面缺陷轮廓特征能大幅提高木材分选的准确率。本研究提出一种针对木材表面虫眼、活节、死节缺陷轮廓提取方法。针对木材表面常见黑点和纹理等非线性噪声,使用中值滤波方法平滑图像。然后分别应用OTSU算法与全局阈值分割算法分离图像背景与目标,对结果二值图像使用数学形态学方法进行滤除和填充,最终用sobel算子提取缺陷边缘。结果表明,采用OTSU算法分割和数学形态学相结合的方法可以很好地提取木材表面缺陷特征,用sobel算子能够提取到比较完整、准确、连续的木材表面缺陷边缘轮廓,提高了目标图像的可视性和精准性。     

轻质空心木质复合材料热和力学性能分析

将PVC空心塑料管嵌入至木质纤维板坯中,通过热压法制备轻质木质复合材料（HWC）,分析了PVC管空气体积比对HWC的力学性能和热性能的影响,并对热性能进行仿真分析。结果表明,通过嵌入PVC空心塑料管,可以制备密度0.3 g/cm³的轻质木质复合材料,HWC断面密度呈双“M”型分布,表层密度最小。随着PVC管内空气体积比的增加,HWC静曲强度、弯曲弹性模量有增大的趋势,内结合强度减小,对24 h吸水厚度膨胀率和吸水率影响较小。PVC管内空气体积比对HWC的导热系数影响较小,且均<0.07 W/(m·K),并可通过合并Series模型和Parallel模型进行预测。PVC空心塑料管的嵌入阻碍了木质复合材料的热量传递,热传递测试降温1 h后HWC表面温度平均比对照组高0.93℃。     

表面处理对木塑胶接无损检测相关性的影响

采用环氧树脂胶黏剂,配以打磨、偶联剂涂覆、等离子体处理3种表面处理方法,对聚乙烯木塑复合材料进行胶接;利用纵向共振法研究了胶接接头无损检测中的动态参数与胶接强度之间的相关关系。结果表明：无论采用何种表面处理方法,其共振频率与胶接强度之间均没有相关性;打磨处理的试件,其胶接前后的共振频率之比与胶接强度有着一定的相关关系;硅烷偶联剂涂覆处理的试件,无论胶接后的动态弹性模量,还是胶接前后的动态弹性模量之比,均与胶接强度有着显著的相关性,且其相关性明显优于打磨处理的试件;等离子体处理试件的动态参数与胶接性能的相关性均不显著。     

圆弧角板对客车车身L型结构刚度和强度的影响

选择由闭口薄壁矩形钢管焊成的客车车身L型结构,探讨接头加圆弧角板对L型结构的刚度和强度的影响.进行有限元计算和试验分析,结果表明:当圆弧角板直角边长≥38 mm时,位移减小系数≥5%;当圆弧角板直角边长与结构的厚度之比大于1.2时,应力减小系数大于20%;圆弧角板厚度对L型结构的位移减小系数影响较小.     

L型构件双圆棒榫节点抗弯强度模型及其数值模拟

为解决现有圆棒榫节点抗弯强度研究中试验偶然性的问题,采用有限元法,建立L型构件双圆棒榫节点抗弯强度模型,进行数值模拟,并通过相应的试验对模拟结果进行了验证。结果表明:1)所建立的有限元模型可用于实木榫接合家具设计中的抗弯强度预测,不同直径下有限元分析结果与试验结果平均误差均<15%,且圆棒榫变形情况与试验结果相符;2)双圆棒榫接合构件抗弯节点主要破坏形式为榫损伤,抗弯强度随直径增加而增加,但增幅减小;3)直径为10 mm的双圆棒榫可用于椅子腿部与望板接合部位,直径为8 mm的双圆棒榫可用于椅子腿与扶手连接处,性能满足GB 103547所规定的要求,直径为6 mm的双圆棒榫不适用于椅子连接。     

木材裂纹尺寸及分布对声发射横波传播特性的影响研究

为探究木材表面裂纹尺寸与分布对声发射横波(transverse wave component of acoustic emission, AE_TW)传播特性的影响,通过锯切方式制作不同尺寸的裂纹,研究沿木材顺纹理方向传播的声发射横波的传播特性。首先,在试件表面锯切出4条具有相同长度而宽度与深度不同的规则裂纹,分别采用铅芯折断和信号发生器模拟产生突发和连续的AE源,并且通过等间距分布在试件表面的5个传感器采集AE信号,采样频率设置为500 kHz。然后,在铅芯折断试验的基础上,依据驻波成分的基频,对原始AE信号进行高通滤波处理,截止频率设置为7 kHz,再采用相关性分析的方法确定AE_TW在固定距离上的传播时差,进而依据时差定位的原理计算其传播速度。最后,通过信号发生器产生不同电压等级的150 kHz脉冲串作为AE源,研究不同裂纹尺寸下的AE_TW能量随距离的衰减规律。结果表明,在无裂纹试件中,AE_TW的平均传播速度为824.4 m·s^-1。而仅改变裂纹深度时,随着裂纹数量的增加其速...     

钢结构构件抗断裂分析理论与实用方法研究

结构钢材的韧性随温度降低而下降,其破坏形态也由塑性屈服向脆性断裂转变,构件的承载力也由强度控制变为材料的韧性控制.本文以裂纹尖端张开位移(CTOD)为指标试验研究了钢结构低温断裂行为,并提出了基于CTOD指标的钢结构防脆断设计方法.研究表明,该方法以考虑裂纹扩展而提高部分的最大承载能力作为构件的承载力,引入了温度和厚度对钢材断裂韧性的影响,通过裂纹扩展量的参数使设计方法与试验结果相吻合.