落叶松材静、动弹性模量测试分析

木材不是完全弹性体,其力学性质具有明显的粘弹性。静态试验测试的静弹性模量和动态试验测试的动弹性模量有一定差别。文中对落叶松材纤维方向弹性模量的测试表明,落叶松材的动弹性模量比静弹性模量平均大15％左右。文中采用的锤击力振动梁测量系统测试动弹性模量快速、简便,并有较高的精度和可信度。     

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。      

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。     

强化复合木材细胞壁的纳米压痕测试分析

通过纳米压痕测试技术,测定和分析了未处理材和经硅溶胶强化处理的复合木材细胞壁层面的力学性能和弹塑性,以及硅溶胶的存在位置对强化复合木材细胞壁微观力学性能的影响。结果表明:1）浸渍强化处理工艺可以使硅溶胶进入木材细胞壁,使得强化复合木材细胞壁的弹性模量和硬度达到18.64 和0.64 GPa,分别比未处理材提高59%和31%;2）控制改性处理工艺,可以得到改性细胞壁和既有改性细胞壁又有填充细胞腔2种改性形式的强化复合木材,并且2种改性形式下细胞壁层面上的弹性模量和硬度没有显著差异,证实了细胞腔填充对细胞壁层面的力学性能没有影响;3）复合木材细胞壁形貌表征和力学测试曲线表明,硅溶胶强化处理后的复合木材细胞壁保持了较好的弹塑性特性,相对弹性回复率与未处理材基本相同。      

定向刨花板弹性模量微观力学理论求解方法探讨

以复合材料力学为基础，建立了定向刨反的微观力学模型，并应用概念设计理论求了定向刨花板主方向的弹性模量，解决了定篙 刨花板弹性模量的理论求解问题。同时时间接地论证了理论推导的结果。尝度将现代设计方法和微观力学理论应用于人造析牟学性能分析和研究中，以推动定向刨花板的计算机仿真工作的开发。文邮的理论和方法还可以求解不同树种在不同比例下定向刨花板的弹性模量，从而可以按不同强度要求，不同树种配比和最佳定向中     

油榄仁木材物理力学性能的研究

文章对栽培于广东省华南植物园和东莞旗峰公园内19年生、16年生油榄仁进行了木材物理力学清材试样测试,分析其株内与株间的材性变异,研究该树种的实木利用价值。测试结果显示:样木气干密度0.70g/cm~3,绝干密度0.67 g/cm~3,基本密度0.58 g/cm~3,体积干缩系数54.15%;木材顺纹抗弯强度99.55 mPa,抗弯弹性模量1.25 g Pa,木材顺纹抗压强度46.00 mPa,木材全部径向与弦向横纹抗压强度9.61 mPa和7.39mPa,木材径面、弦面和端面硬度分别55.60 mPa、63.71 m Pa和65.52 m Pa。经分析,木材力学强度随树高方向和年轮方向呈规律性变化,树高中部和边材部分整体强度好;19年生较16年生样木力学强度好;自然种植较人工种植样木力学强度差异少;测试值变异系数在12.02%~19.30%之间。综合得知,所测油榄仁材性属常用实木材中等强度水平,木材力学性能表现良好,可以满足一般实木用材强度要求。     

木材力学性质和木材切削力与木材密度之间的关系

对花旗松、水曲柳的密度和力学性质进行了测试，分析了木材主切削力与木材密度之间的关系。结果表明，如同已有的研究结果，随着木材密度的增大，各主要木材力学性质的值以及木材主切削力也变大；在不同的切屑厚度和不同的切削角度条件下，以及相对于纤维方向的不同的切削方向上，木材主切削力与木材密度之间都有线性关系。     

人工林和天然林3种环孔材物理力学性质比较

通过对檫树、酸枣、米槠人工林和天然林木材物理力学性质的测定和比较分析,结果表明:3种环孔材人工林木材除抗弯弹性模量、抗劈力和冲击韧性小于天然林外,其余指标均稍大于天然林.经差异显著性t检验表明:3种环孔材人工林和天然林木材物理力学性质指标中仅抗弯弹性模量、抗劈力和冲击韧性差异显著或极显著,其余指标差异不显著.研究结果为檫树、酸枣、米槠人工林培育提供科学依据.     

用自由振动法研究木材的动弹性模量

弹性模量是木材的重要力学性质。到目前为止,仅通过拉伸、压缩或弯曲试验测得了木材的静弹性模量。研究表明,木材在静载和动载下的弹性模量有所不同。作者通过试验摸索并参照有关文献,用自由振动法研究了椴木的动弹性模量。这为在动态情况下合理地使用椴木开辟了一个新的途径。试验表明,自由振动法是研究木材动弹性模量的一种简捷、快速、准确的测定方法。用该方法还可进一步研究不同种类木材的动弹性模量以及周围环境,例如温度、湿度等对木材动弹性模量的影响。     

长白落叶松木材单根管胞力学性能分析

为了评价长白落叶松木材作为纸浆材的管胞力学强度,采用单纤维拉伸技术开展了长白落叶松早晚材单根管胞拉伸力学性能研究。结果表明,长白落叶松早材单根管胞拉伸弹性模量、拉伸强度、断裂伸长率的均值分别为9.64 GPa、714.05 MPa及6.01%,晚材的均值分别为12.74 GPa、963.85 MPa、和8.60%。方差分析表明长白落叶松早晚材间单根管胞拉伸弹性模量、拉伸强度和断裂伸长率存在极显著差异（0.01水平）,晚材单根管胞力学性能显著高于早材;单根管胞弹性模量和拉伸强度在径向年轮间的变异极显著（0.01水平）,断裂伸长率在年轮间的差异性不显著。在株内径向上,长白落叶松单根管胞力学性质均随着年轮的增加而增加;在株内纵向上,单根管胞拉伸的弹性模量和拉伸强度变异性极显著（0.01水平）,而断裂伸长率在纵向上的变异性不显著。该结论为长白落叶松木材的适材适用和定向培育提供了理论依据。     

杉木木材管胞纵向弹性模量的研究

通过测定杉木木材薄片小试样的顺纹抗拉弹性模量和气干密度,计算管胞的纵向弹性模量,进而研究杉木管胞纵向弹性模量的株内变异规律及其与微纤丝角之间的关系。结果表明:杉木管胞的纵向弹性模量沿径向变异较大,靠近髓心处管胞的弹性模量较小;管胞的纵向弹性模量沿树干高度方向变化不大。杉木管胞的平均纵向弹性模量为44.06 GPa;随着微纤角的增大,管胞的纵向弹性模量显著降低;当微纤丝角大于24°后,管胞的纵向弹性模量降低的幅度明显减缓。      

生物腐朽对湿地松木材力学性质影响的研究

由于生物腐朽可以引起木材结构的严重破坏,采用不同菌种和不同生物腐朽时间对湿地松木材的最大工作荷载(WML)、抗弯弹性模量(MOE)和抗弯强度(MOR)等力学性质的影响进行了研究。结果表明:白腐菌、褐腐菌2个菌种和腐朽时间都对木材力学性质的影响显著(α=0.05),其中白腐菌处理对木材力学性质的影响很小,而褐腐菌处理木材对木材力学性质的影响很大。腐朽木材失重率与各项力学性质之间的相关性分析表明:木材失重率与WML、MOE和MOR之间都呈显著负相关。褐腐试验的相关性均在α=0.01水平时显著(双尾检验),皮尔森相关系数达到-0.937以上;而白腐试验的相关性均在α=0.05水平时显著(双尾检验),皮尔森相关系数达到-0.788以上。     

古建筑木构件缺陷及评价残余弹性模量的初步研究

以现场检测古建筑木构件的缺陷和评价残余弹性模量为目的,采用三维应力波的方法对保国寺大殿C1柱进行了现场勘查。结果表明:三维应力波无损检测技术可较好地进行现场古建筑木构件内部缺陷的检测,不仅可以现场检测同一高度截面内的缺陷状况,而且还可以现场检测不同高度的截面之间的缺陷状况;通过波速在不同截面之间的变化状况,说明柱子的缺陷主要存在于近地面区域;三维应力波无损检测技术还可较好地进行现场古建筑木构件平均残余弹性模量评价,传感器之间的距离对柱子的平均残余弹性模量的测定影响相对较小。     

古建筑木构件材料主要力学性能检测方法研究

为在不损害木构件功能情况下,于现场快速、有效地检测评估出构件材料的主要力学性能,以北京圆明园正觉寺鼓楼拆卸下来的落叶松材为试验对象,对力学试件进行应力波传播速度、微钻阻力、密度等检测,力图以微钻阻力与应力波速度平方的乘积（应力波-阻力模量）作为评估木构件材料力学性能的指标。经过与传统力学性能检测方法的检测结果对比发现：...     

土壤-根系复合体工程常数的理论研究

根据土壤的基本特性、土力学的基本理论和复合材料力学的基本方法,分析了土壤-根系复合体的力学特性.运用Whitney-Riley模型,推导出土壤-根系复合体根系生长方向的弹性模量EL、垂直于根系生长方向的弹性模量ET和根系生长平面的剪切模量GLT等工程常数的理论计算公式,为进一步研究土壤-根系复合体工程特性提供了一种方法,具有一定的参考价值.     

基于微钻阻力的落叶松弹性模量快速检测

以落叶松(Larix gmelinii)新鲜材、古建筑旧材为试验材料,运用微钻阻力仪对其内部的微钻阻力进行了快速检测,分析微钻阻力与两种落叶松材弹性模量之间的相关性及利用微钻阻力快速评估木材弹性模量的可行性.结果表明,对于新鲜落叶松材料,其微钻阻力检测值与弹性模量呈显著线性相关,可以利用微钻阻力较好地评估其弹性模量,且二者相关系数为0.831 9;对于古建筑的落叶松材料,利用微钻阻力快速检测弹性模量的精度则相对较差,二者相关系数为0.341 5,需结合其他检测指标综合进行判断.     

微波预处理对巨尾桉木材渗透性的影响

采用微波辐照预处理巨尾桉木材,然后将试材相同条件下进行吸水试验和饱水干燥试验,测定试材的吸水增重率（WAR）和干燥失重率（WLR）,以增重率和失重率来评价试材的渗透性。并研究了试材的静曲强度和弹性模量。结果表明,微波预处理试材的吸水增重率和干燥失重率均大于未处理材,即预微波处理可以使巨尾桉木材的渗透性得到改善,相同条件下,经微波预处理的试材水分吸入和散失快于未处理材。但微波处理时间对增重率和失重率影响不明显,这可能与选择的微波功率较低和试材的变异性有关。微波处理对试材的静曲强度和弹性模量影响不大。