应力波在落叶松活立木中传播影响因素数值模拟

探究应力波在落叶松活立木中传播的影响因素,有助于研究应力波在人工林活立木中的传播机理。依据固体介质中的应力波传播理论和弹性力学理论,将活立木看作只由心材层和边材层组成的两层结构材料,基于活立木的正交各向异性假定,利用COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件对应力波在活立木中的传播进行了模拟计算,并研究了敲击载荷频率、活立木胸径和心材比对应力波传播的影响。结果表明,应力波波速随着载荷脉冲频率的增大而减小;对于胸径为10 cm的活立木模型,当传播距离达到1. 2 m时,应力波波阵面已经转换为一维平面波,而对于胸径超过30 cm的活立木模型,应力波在0～1. 2 m传播距离内是以三维膨胀波的形式传播;活立木胸径对应力波的传播速度有影响,当胸径小于10 cm时,波速较小且基本没有发生变化,当胸径从10 cm增加到40 cm时,应力波的波速随着活立木胸径的增加而增加,而当胸径超过40 cm时,波速略微增加后保持相对稳定;应力波在活立木中的波速随着心材比的增大而减小。胸径对应力波在活立木中的传播形式以及波阵面形状有影响,而敲击载荷频率和心材比对应力波在活立木中的传播形式以及波阵面形状没有影响,但三者都会对应力波的传播速度产生影响,数值模拟最佳的敲击载荷频率为2. 5 kHz,应力波在活立木中的传播速度不只取决于边材的力学性能,而是受到心材和边材的共同影响。     

特种加工实验课的准备与内容优化

特种加工是机械设计制造及其自动化专业本科专业课之一，其实验课是这门专业课理论教学的实践环节和重要的辅助手段。北京林业大学工学院在教育部实验室建设专项基金资助下购置了5种特种加工设备，较好地具备了开出特种加工实验课所需的物质基础条件。为了培养学生较强的实践能力，该文作者优化了实验课教学内容，精心编写了特种加工实验指导书，取得了良好的教学效果。     

基于虚拟仪器技术的规格材应力分等系统设计

介绍了一种基于虚拟仪器技术的规格材应力分等测试系统.该系统在LabVIEW编程环境下完成对信号的采集、显示及数据分析,实现对试件力学性能的检测,并成功应用于木结构规格材的应力分等试验中,取得较满意效果.     

应力波在落叶松活立木中传播二维模拟研究

近年来应力波技术用于活立木材质无损检测与评价的研究,受到了广泛的关注。主要研究集中在应力波在活立木中传播速度的测量,即通过应力波波速预测活立木木材质量。目前对应力波在活立木中的传播形式,还缺乏了解。通过二维数值模拟研究应力波在活立木中的传播形式,并将模拟结果与野外测量实验结果对比。树干被看作是正交各向异性圆柱体,应力波沿与树干成45°方向导入,利用COMSOL Multiphysics软件对应力波在树干中传播波阵面进行了模拟计算。模拟计算结果与野外实验结果有很好的一致性,应力波传播波阵面在开始阶段为倾斜曲线,都弯向脉冲力输入点;随着距离的增大,波阵面倾斜度逐渐减小,直至最后与原木长度方向近似垂直。     

人造板厚度激光非接触测量研究

厚度是人造板重要参数之一,随着人造板工业的高速发展,对人造板厚度的测量精度和检测方法也提出了更高的要求。采用上下2台激光传感器对人造板厚度进行了静态和动态非接触测量试验研究,提出了上下2激光传感器间距的标定方法,认为人造板厚度激光非接触测量是完全可行的。在被测板材静止状态下,激光检测厚度与板材厚度实际值之间误差非常小;在板材移动状态下,可以实时得到板材激光检测厚度值。     

3种边界条件下足尺定向刨花板的模态灵敏度和振动模态研究

  目的  研究完全自由、四节点支承和两对边简支3种边界条件下足尺定向刨花板的模态灵敏度和振动模态,为开展3种边界条件下足尺定向刨花板弹性常数振动检测结果的对比研究奠定基础。  方法  以4种厚度的足尺定向刨花板为研究对象,采用有限元软件COMSOL Multiphysics对完全自由、四节点支承和两对边简支的足尺定向刨花板进行了模态灵敏度分析,分别确定这3种边界条件下对其长度和宽度方向的弹性模量与面内剪切模量这3个弹性常数灵敏度最高的模态;通过试验模态分析测得足尺定向刨花板在这3种边界条件下的前9阶振动模态参数,并对比和分析其在这3种边界条件下的振动模态参数检测结果。  结果  计算和试验模态分析得到的这3种边界条件下足尺定向刨花板的前9阶模态振型形状和阶次分别是相同的;足尺定向刨花板在这3种边界条件下的前9阶模态中,除模态（m, 0）、（0, 2）和（1, 1）外,其余模态均为单一方向的弯曲和扭转或不同方向弯曲的叠加模态;用于计算足尺定向刨花板长度和宽度方向的弹性模量与面内剪切模量的最高灵敏度模态,在完全自由下为模态（2, 0）、（0, 2）和（1, 1）,对应阶次分别为第2、4和1阶;在四节点支承下为模态（2, 0）、（0, 2）和（2, 1）,对应阶次分别为第1、4和3阶;在两对边简支下为模态（2, 0）、（2, 2）和（2, 1）,对应阶次分别为第1、5和2阶。  结论  从振型角度说明基于计算模态分析方法和试验模态分析方法分别进行3种边界条件下足尺定向刨花板的模态灵敏度分析和振动模态测试具有可行性。      

力学试验机电器系统改造及软件设计

介绍了把传统力学试验机改造成微机控制电子万能力学试验机过程中的电器和软件设计思路与方法。软件设计方面主要是针对设计的关键技术作了展开,这些技术包括串口通信、数据库技术、显示无闪烁技术以及界面设计等。另外,还分析了力学试验机实际改造过程中遇到的信号干扰问题,分析了原因,并给出了解决方案。     

微钻力阻力仪在检测木材密度中的应用研究

利用微钻阻力仪对红松密度进行了检测试验,结果表明,测定木材微钻力能够实现木材密度的快速无损检测,从而快速评估木材的工艺性质、检测木材内部缺陷以及估算木材的其他力学性能等,为相关人员在木材密度的快速检测方面的研究提供参考。     

横向振动法测量结构用木材弹性模量

介绍了采用横向振动法测定结构用板材弹性模量的理论依据和基本方法,组建了一套悬挂式测试试验系统,该系统包括:脉冲锤、加速度计、计算机等。试验表明横向振动法可以有效测得木材试件的固有频率。测试时,激振点和拾振点间的距离应尽量远,如可以分别位于试材两端部附近。而悬挂方式,如采用弹簧或者软绳悬挂,基本不影响测试结果。试验结果表明,采用横向振动法测得的木材弹性模量值稍大于静态试验弹性模量测量值,但二者间具有显著的相关关系,说明可以采用横向振动法测量木材的弹性模量。为使该研究结论用于实践,开发出了基于简支梁振动原理的板材弹性模量便携式测量装置,该装置可有效测量板材的动弹性模量,继而对结构用板材进行应力分等。     

排队论在灭火兵力出动与3S技术在灭火指挥系统中的应用初探

运用运筹学中排队论理论研究武警森林部队灭火兵力出动问题。把森林火灾的扑救看作一个排队系统,把林火作为顾客,把灭火兵力作为服务台,从理论与实践的结合上初步研究武警森林部队的兵力出动与林火扑救之间的关系,即兵力布防与使用的合理性,为兵力科学布防、装备合理配置、指挥高效顺畅提供充分依据。说明了林火发生符合泊松分布,并运用排队论中的M/M/n损失制系统分析灭火兵力布防与使用的合理性。介绍了高技术条件下的指挥自动化系统C4ISR的基本组成,提出了武警森林部队灭火指挥系统的基本构成,探讨了3S(RS、GIS、GPS)技术在灭火指挥系统中的具体应用问题。