利用微米木纤维定向重组技术形成超高强度纤维板的细胞裂解理论研究

采用人造板微观力学和木材细胞学理论，提出了一种利用定向重组微米木纤维技术形成超高强度人造板的细胞裂解理论和强度参数预测方法。应用提出的理论，可以根据纤维、木质素、细胞直径和排列的程度，建立理想状态下微米重组高强度定向纤维板木纤维细胞在定向重组微米技术形成超高强度人造板的细胞裂解理论，为人造板力学运用数学手段深入到细胞结构研究的深度提供了一种新的理论和方法。     

亚纳米木粉低能耗的形成机理

通过对亚纳米木粉形成过程的分析,由细胞壁厚的几何尺寸定量计算亚纳米木纤维在低能耗形成过程中细胞变化的相关数学参数,定性地解释亚纳米木纤维在低能耗形成过程中细胞尺寸变化的数学关系。结果表明,可以由微观变化解释木材亚纳米木纤维尺寸的变化原因,并以试验结果的照片分析来验证此理论。     

纤维微米切削理论与微米木纤维形成机理研究

分析了木材在传统切削中由于尺寸效应存在所产生的缺陷,提出微米木纤维加工理论,在微米量级的水平下重新解释木材的切削加工过程与切削方式.并从端向、横向和纵向分别对切削过程进行分析,进而从微观理论上解释木纤维微米级切削时刀具刃口圆弧半径、切削厚度的确定以及刀尖圆弧半径和微米加工厚度的选择.     

纳秒脉冲激光切削木材的理论与试验

【目的】对微米纤维形成过程进行定性分析,本着节能降耗原则,提出纳秒激光加工法加工微米木纤维的切削理论;对微米纤维表面细胞壁进行爆裂试验,得出木材表面细胞壁等效切削力所消耗的功率。【方法】采用扫描电镜(SEM)法研究微米木纤维灼烧变形。通过激光加热和切削,沿着细胞裂解纹理对木材表面细胞内的组织液进行加热,细胞内的组织液随之气化,组织液瞬间气化使得细胞体积迅速膨胀,内部压力骤升,进而导致细胞壁爆裂,形成毛刺状的纤维丝,利用激光切割头沿木材纹理方向将木材切削成微纳米细丝。通过对纤维加工的功耗分析,将细胞学、超精加工理论、纤维学等一系列现代分析手段运用到木纤维的形成过程中,提出激光微米木纤维切削的概念和细胞裂解能力的计算方法。【结果】通过激光器对微米木纤维的切削,从微观角度得到了细胞壁切削过程中等效切削力和切削功率的公式。随着频率增加,对试件的灼烧程度依次增强,所产生的裂纹和沟槽更加密集和加深。所产生的绝对温升较大,试样产生滑移的沟槽面现象,绝对温升ΔT=∫_0~(εf)((βσ)/(ρC_m))dε。【结论】利用激光对微米木纤维的能量方程对微米木纤维的等效切削力和切削功率公式进行推导,阐明了微米木纤维灼烧过程中纤维受力情况和相应的参数关系,从而将激光切削微米木纤维研究上升到对细胞裂解能力的微观结构研究中,并通过对纤维产生和等效切削力变化的分析,提出了沿木材表面纵向激光加热的方式爆裂细胞壁的节能降耗观点。借助Drescher的精密理论,构建了微纳米木纤维的力学模型,并推导出细胞壁切削功率的理论计算公式。以水曲柳为示例进行木材表面细胞壁爆裂试验,对微米木纤维的加工细胞壁切削功率进行计算,可以加工出质量较高的微米级长丝木纤维,为我国微纳米木纤维的应用和推广奠定了理论基础。     

微米木纤维模压制品握钉力计算理论

分析微米木纤维模压制品握钉力计算的重要性,提出其握钉力力学分析的基本假设,建立其握钉力计算的力学模型,推导螺纹牙受力的分布函数.应用本文提出的理论,可以根据微米木纤维模压制品的刚度和螺纹的几何参数定量计算螺纹牙受力分布,进而计算其握钉力,为微米木纤维模压制品握钉力计算提供重要理论依据.     

微米木纤维模压制品螺纹牙受力分布曲线的数学描述

分析了微米木纤维模压制品螺纹连接的受力,提出了其力学分析的基本假设,建立了螺纹牙的力学模型,推导了螺纹牙受力分布函数,对螺纹牙受力分布曲线进行了数学描述,提出了微米木纤维模压制品螺纹牙受力分布的百分比。应用本文提出的理论,可以根据微米木纤维模压制品的刚度和螺纹的几何参数定量计算螺纹牙受力分布,进而计算其螺纹连接的强度,为微米木纤维模压制品螺纹连接的强度计算提供了重要的理论依据。     

微米木纤维切削形成机理初步研究

通过对木材微米切削的受力情况分析，解释了微米木纤维形成机理的本质，提出了微米级切削刀具设计的初步设想，为微米木纤维的形成提供科学的加工方法。     

超高强度微米长纤维定向高密度板的原料形成机理及试验验证

根据微米纤维形成工艺和木材细胞学理论,提出了一种利用微米木纤维重组加工超高密度人造板（MHFB）的理论和方法。这种最近似于木材的新型MHFB制版的关键是利用细胞的合理裂解方法,依靠微米木纤维的重组结构构造高密度,且在相同密度下保证最高的强度。本文给出了实验室样品的研究成果,压出的MHFB的弹性模量可以达到5171MPa,握钉力可以达到1933N。     

微米长薄片木纤维切削加工功率的理论计算方法与效益分析

对传统纤维加工的功耗进行分析,将细胞学、超精加工理论、纤维学等一系列现代分析手段运用到木纤维的形成过程中,提出微米长薄片木纤维切削的概念,从而将微米长薄片木纤维的研究上升到微观结构,并通过对纤维形状的产生和切削力变化的分析,解释传统木纤维加工消耗的能源高、产生纤维质量差的本质原因.示例对微米长薄片木纤维的加工功率进行计算,将其与传统加工方法的功率进行对比,得出结论:以微米级机械法加工木纤维耗能远远低于热磨法,且可以加工出质量较高的微米级长丝木纤维.     

纳微米科学与技术在木材工业的应用前景展望

本文对纳米和微米技术在木材工业上的应用前景进行展望，预测未来纳微米技术可能对木材工业产生的影响，利用纳微米技术可能形成造纸的高得浆率方法，木材在变成纳微米尺寸后，木材的材料特异性质、尺寸效应及其变化机理，以及木材改性的显微结构关系可能使木材改性出现突破性进展。当木粉变成纳微米的粒度后，原木材理化指标发生变化，在细粉状态下进行木材液化可以改变木材液化的方式和成本，使木材液化真正工业化。在复杂木雕制品加工中，采用RPM技术利用直接CAD将纳微米木酚形成复杂木雕制品，可能开创一种新的木材加工方法。利用木材细胞的自组装方式可形成新的木基复合材料，纳米木粉生产的无污染胶粘剂可能代替含甲醛的有毒胶、胶粘剂的绿色革命可能从木材的纳微米技术开始。     

微米木纤维JGD型木橡胶减震器的建模理论研究

选用可再生资源---红松木材的加工剩余物和边角碎料切削而成的木纤维为原料,用数学建模方法构造JGD型木橡胶减震器的外部造型,通过MATLAB验证JGD型木橡胶减震器仿真模型的通用性和精确性。动态输入模型参数,得到不同模型所需的加工尺寸,制作与模型相对应的模具。在模具上完成微米木纤维JGD型木橡胶减震器的整个模压加工过程,既能保证木橡胶减震器外形尺寸,又降低其生产成本,可为微米木纤维JGD型木橡胶减震器的加工系统实际生产提供理论依据。     

微纳米和微米木纤维理论研究的现状与工业化前景

微纳米和微米木纤维技术是近代高科技技术与木材工业结合的集中体现。本文综合介绍了国产外微纳米和微米木纤维理论研究现状，阐述了微纳米和微米木纤维理论的应用在我国的工业化前景。     

微米木纤维模压制品形成的试验装备与工艺

研究微米木纤维模压制品形成的专用模压设备,阐述试验方法,介绍初步的模压工艺.根据其方法可制备密度达1.30 g·cm-3、握钉力达2 450 N、孔深50 mm以上的压制木零件,超过现有纤维或刨花制品的性能.本文提出的微米木纤维模压制品工艺方法,可以制备具有超高密度和超高强度的异型曲面零件,一次成型,提高原料利用率,并简化异型曲面零件加工工序.将细胞裂解理论、微米切削技术转化到工程应用,有效利用了废劣材、次小薪材,通过细胞重组和模压成型,提高了木材出材率.文中给出试验的初步工艺参数是经过多次试验获得的宝贵经验,对有志于该方向的产品开发将起到重要的借鉴和推动作用.     

微米木纤维图像的模拟再现理论和应用研究

提出了在木材工业中打破传统加工方法的微米级木纤雏的制备方法，并利用计算机图形技术对此过程进行了模拟再现研究。研究应用了计算机图形学中的B样条曲线法对木纤维的视频识别图像的模拟再现，来模拟微米木纤维的形成机理；利用计算机视频再现技术实现纤雏加工过程的质量控制。     

微米木纤维细胞建模理论及工艺形成条件初探

通过建立单个木纤维细胞结构形状的数学方程，分析确定定向微米木纤维加工技术形成的方法，同时讨论了实现微米木纤维细胞劈裂的条件。本文提出的理论将为人造板加工手段深入到细胞结构水平提供一种新的理论和方法，其产品具有广阔的工业化前景。     

JN型微米木纤维减震器

[目的]利用微米木纤维为原材料代替难以降解的橡胶和塑料,制作出适用于机械设备或汽车减震装置的JN型木纤维减震器,研究JN型木纤维减震器的选材、加工工艺及数学建模方法,为减震器数控加工机床和数控系统的研制与开发提供理论依据.[方法]以密度为0.439 g·cm-3、含水率为12％ ～ 15％、平均厚度可达到52μm的红松微米木纤维为基材,利用冷硫化和复合材组构理论,采用热压模具定型方法制作出JN型微米木纤维减震器样品,测量样品的质量、体积并观察样品浸泡在水中24 h后的外形状态.在基本假设的基础上,用包络法和规则几何体建模法建立JN型微米木纤维减震器的数学模型,并利用Matlab软件对JN型微米木纤维减震器进行仿真分析.[结果]JN型微米木纤维减震器样品的密度在0.91 ～1.36 g·cm-3之间,质量在1.4～2.0 kg之间,在水中浸泡24 h不会变形.仿真分析结果证明JN型微米木纤维减震器数学模型具有一定的通用性和准确性.[结论]按规定的加工工艺制备的JN型微米木纤维减震器样品符合密度、弹性要求,并且具有抗水性;JN型木纤维减震器的建模由底座和规则梯形台构成,模型参数具有通用性,直接将底座和规则梯形面相关尺寸参数输入模型方程,可获得JN型木纤维减震器的不同加工尺寸;为保证JN型木纤维减震器的实用尺寸和外观,降低生产成本,整个模压加工过程必须在一套模具上完成.     

微米木纤维颈椎夹板的研制

以微米木纤维为材料替代国内外广泛采用的塑料与石膏而制作颈椎夹板,具有环保、绿色、与人体皮肤相容性好等优点。微米木纤维颈椎夹板是一种规则空间曲面加工的木质工件,为解决其双曲面造型的加工难题,目前这种复杂的夹板造型多先在专用模压机床上直接加工出不同曲线形状的夹板,之后使用普通数控机床或加工中心来进行形状修正。而建立微米木纤维颈椎夹板空间曲面的通用数学模型,利用模型参数驱动的通用性,直接由模型方程输入人体颈部相关尺寸参数,即可获得不同人群所需的加工尺寸,实现在一台机床上完成不规则曲面自动加工,可保证颈椎夹板造型的美观,并降低生产成本。VC++6.0对微米木纤维颈椎夹板造型进行的仿真验证表明,所建立的数学模型具有良好的精确性、通用性和实用性,为微米木纤维颈椎夹板加工系统的开发奠定理论基础。     

我国微米木纤维模压制品工业化前景与效益预测

微米木纤维模压制品是由微米木纤维木材细胞纵向劈裂而模压成型的新型高强度人造木基材料制品,具有我国自主知识产权,应用前景广阔.本文介绍了我国微米木纤维模压制品的发展现状,分析了其工业化前景并进行了效益预测,为我国木材工业提供了新的发展方向.     

~(60)Co—γ射线对马尾松木材结构的影响

一、前言在~(60)—γ射线对马尾松木材改性研究的基础上,我们对马尾松木材的超微结构、纤维素结晶度、自由基等进行了深入的研究。木材的结晶度关系到木材的主要力学性质,是研究木材的重要参数;分析木材的超微结构,可以直接了解木材组成上的变化;木材自由基的变化,从纤维素分子结构上可看出辐射对木材结构的影响。这几方面的研究,将有助子对马尾松木材材性的分析。二、材料与方法试验用材样木5株,采自福建南平西芹,为成熟的马尾松茎干,树龄69—82年,总材积10m~3。根据国家木材物理力学试验方法     

微米木纤维模压制品握钉结合部载荷分布系数的确定方法

微米木纤维模压制品是通过细胞纵向劈裂而成的微米木纤维模压成型的新型高强度人造木基材料制品.以人造木基材料为主要材料的各种握钉力的计算均以栽荷沿轴向分布的积分方程为基础,而有关其栽荷分布系数的精确计算尤为重要.为此本文首先建立了握钉结合部裁荷分布的力学模型,然后给出了螺纹牙受力变形协调条件,推导出了轴向载荷分布强度与螺纹牙侧面上比压的关系式,分析了微米木纤维铺装纹理方向对其模压制品弹性模量的影响,从而详细地推导出了微米木纤维模压制品握钉结合部载荷分布系数的计算公式.