数控小径材纵向弧面指接机总体结构的设计研究

目前我国天然林、大径级木材日益匮乏，小径级木材成为主要制材原料，针对小径材加工利用效率不高且精度低等问题，提出数控小径材纵向弧面指接机总体结构的设计。通过分析纵向弧面指接机的加工工艺，拟定设备的总体方案，对数控小径材纵向弧面指接机总体结构进行实体建模，完成数控小径材纵向弧面指接机固定端总成、移动端总成以及底架总成的结构设计，并对粗铣主轴组件以及抛光主轴组件进行设计计算，得到粗铣电机功率4 kW、抛光电机功率3 kW，符合设备的设计要求。运用ANSYS对粗铣主轴进行静力学分析，得到主轴的应力、变形以及应变云图，其最大应力值为5.622 4 MPa，最大变形量为0.001 707 8 mm，最大应变值为0.031 479 mm/m，均在安全范围内，验证了主轴设计的合理性。因此，该机能够有效解决小径材出材率低的问题。     

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。     

荷木小径材弯曲工艺

通过对荷木小径材薄板水煮软化工艺的研究 .结果表明该弯曲工艺可行 ,不使用金属钢板时弯曲性能可达 1 /1 7.最佳的工艺条件为 :水煮温度 80°C、水煮时间 1 5min/mm、初含水率2 5% ,并建立了软化工艺参数与试件弯曲质量的数学模型 ,作为实际生产的理论依据     

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。     

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。     

拼板结构的古筝共鸣面板振动模态研究

  目的  古筝共鸣面板的结构是影响其振动性能的重要因素之一,不同结构的共鸣面板发出的音质与音色会有所差异,迄今很少有学者就拼板古筝共鸣面板的振动发声特点展开研究。  方法  本研究以拼板古筝共鸣面板为研究对象,利用两种模态分析方法探讨其声学振动性能。采用实验模态分析法,运用数字信号处理技术对采集到的激励力信号和振动响应信号进行分析,经过数据转换求得系统的频响函数,进而得出各阶次共振频率及其对应模态振型;采用计算模态分析法,建立拼板结构共鸣面板的三维模型,运用有限元法对其进行离散,通过近似方法求解出各阶次共振频率及其对应模态振型。  结果  实验模态结果显示:拼板共鸣面板能够识别到的阶次有(0, n)和(1, n)阶,且多集中在(0, n)阶,(1, 4)、(1, 6)、(1, 7)和(1, 10)阶为沿横纹理方向和顺纹理方向弯曲振动叠加的复合振动,识别较困难。从振型上看,拼板共鸣面板各阶的模态振型相对清晰易识别。与实验模态结果相比,计算模态分析能够识别到选定阶次范围的所有阶次,所得振型图更加均匀且理想,而实验模态分析时个别阶次较难识别。拼板共鸣面板计算模态结果与实验模态结果呈显著的线性相关性,相关系数为0.999 6。  结论  从模态分析结果来看,相对整板结构,拼板共鸣面板各阶共振频率对应的模态振型整体清晰易识别,振动频率更高;从木材利用率方面来讲,相对于制作整板,拼板共鸣面板更有利于节约木材资源。通过两种模态分析结果综合对比,验证了计算模态分析应用于拼板结构古筝共鸣面板的振动模态研究具有可行性。      

蚕场更新小径材栽培香菇技术

<正>凤城是辽宁省柞蚕生产大县,现有柞蚕场10万hm2,每年需要更新2万hm2,每年可产生小径材60万t。以前这些小径材都作为烧火材烧掉了,为将这些小径材合理有效地进行利用,从2007年起,我们开始利用蚕场更新小径材栽培香菇,2008年共栽培蚕场更新小径材段木香菇500万棒,共产香菇560万kg,实现收入2 300万元,取得了很好的经济效益,现将其栽培技术总结如下。     

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。     

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。     

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。     

木丝增强脱硫石膏板制备及性能研究

为开发一种轻质高强、保温隔热的绿色建筑墙体材料，以绿色可持续的木丝作为增强增韧材料，添加到工业副产废弃物脱硫建筑石膏中制备新型木丝增强脱硫石膏板材。探究木丝尺寸、木丝含量和不同处理方式对石膏复合材料性能的影响。结果表明，木丝的添加能减小石膏板的脆性，20%的木丝添加量对于板材的增强效果最好，增强木丝长度和宽度对材料的抗折强度、握螺钉力和导热系数均有影响显著，当添加量为20%，木丝长度(100±0.5)mm、宽度(0.9±0.05)mm的板材的抗折强度最高，木丝长度(100±0.5)mm、宽度(1.8±0.05)mm的板材的握螺钉力最高，较纯石膏板分别提高了67.12%和193.4%。木丝的添加使板材的导热系数满足建筑保温材料的要求。研究证明，木丝形态的优化选择有利于提高石膏板的增强效果，提高板材的物理力学性能。     

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℃。     

可独立操作半自动轨道式割胶机设计与分析

针对当前我国割胶机成本昂贵、作业难度大等问题,设计了一种可独立操作半自动轨道式割胶机,其机构简单、便于操作.利用Solidworks软件对割胶机进行总体设计,并对导轨装置、行走机构和切割装置进行参数化实体建模,将整机关键零部件导入Solidworks simulation,利用模态频率、静应力、载荷算例进行有限元结构分析,得到前5阶频率振型及应力、应变、位移云图.分析结果表明,振动变形主要发生在抵触杆与橡胶树表皮接触位置,且在小振幅和低阶模态频率(其值达到11.95 Hz)时,导轨装置与行走机构不会产生共振,行走机构没有出现明显的应力、应变集中,但导轨内壁的导向轮容易产生较大的位移变形;L型割胶刀上表面的Mises应力沿切应力方向递增时,割胶刀拉扯阻力将沿相同方向增大,但位移变形量不受影响.本分析为割胶机的设计和改进提供了方法和依据.