节子对馬尾松木构件抗弯强度及抗弯弹性模量的影响

本文马尾松木构件抗弯强度和抗弯弹性模量的试验,采用8×10×230厘米大试样。在大试样未破坏部分,制取2×2×30厘米无疵小试样,进行对比试验。试验结果表明:一般节子愈大,降低马尾松木抗弯强度和抗弯弹性模量愈多。但是具体到每一试样,也有节子大,反而抗弯强度和抗弯弹性模量高的,这是因为还存在着试样结构致密的程度、晚材率的多少、应压木的有无以及无疵木材性质依照概率基本定律变化等因素的影响。试样上同一尺寸的节子对抗弯强度的影响大于抗弯弹性模量,这是因为抗弯强度受力大,受节子的影响也大;抗弯弹性模量受力小,受节子的影响也小。     

节子对木材振动性能的影响

采用弯曲振动实验方法,测定、分析了无节子正常试件、截断后胶接(即含胶接面)及插入节子(即用木材节子取代正常试件中的一段)后试件的前四阶弹性模量、前二阶阻尼系数。研究结果表明:含胶接面试件的一阶至四阶弹性模量值相比无节子正常试件基本呈现降低的趋势,前二阶阻尼系数相对与无节子正常试件呈增大的趋势,其中一阶阻尼系数受影响最大;在正常试件中插入节子后,各阶弹性模量均呈现下降趋势,前二阶阻尼系数呈现增大的趋势,其中一阶弹性模量与一阶阻尼系数受插入节子的影响最大。     

3种无损检测方法评估巨尾桉木材抗弯和抗压强度性质

为探讨不同无损检测方法评估木材强度性质的可行性及可靠性,该文分别运用纵向基频振动、超声波和应力波3种无损检测方法,对由广西东门林场采集的34株14年生巨尾桉人工林加工的191个无疵小试样进行了抗弯和抗压强度性质预测。首先采用3种无损检测设备获得无疵小试样的动态弹性模量,然后进行抗弯弹性模量（MOE）、抗弯强度（MOR）和顺纹抗压强度（σc）的测定,并分析3种无损检测结果与木材强度性质的关系。结果表明:纵向基频振动法、超声波法和应力波法获得的动态弹性模量Efr、Eus和Esw与静态MOE的相关系数分别为0.816 6、0.788 9和0.634 7,均在0.001水平上显著相关;与MOR的相关系数分别为0.694 0、0.683 0和0.567 3,均在0.001水平上显著相关;与σc的相关系数分别为0.810 3、0.809 3和0.648 9,均在0.001水平上显著相关;其中应力波法测得的动态弹性模量Esw与木材强度性质的相关系数均为最低。可见,纵向基频振动法和超声波法能够比较精准地预测国标无疵小试样的MOE、MOR和σc,但应力波方法对无疵小试样进行测定时具有一定局限性。      

振动方式测定木材弹性模量

该文介绍了振动法测定木材弹性模量的理论依据,组建了由脉冲锤、加速度计、计算机等组成的测试系统,对测试基本方法进行了试验研究.发现横向振动方式可以有效地测得木板试材的固有频率值,测定效果好;而纵向振动方式不能测得试材的固有频率值,不能作为测量木材弹性模量的方法.在横向振动测量方式中,激振点与拾振点间距离应位于试材两端部附近,两者间间距应尽量远.通过与静态测试结果比较,发现振动方式测得的弹性模量值比静态方式测得的稍大.      

支撑形式对振动式锯材弹性模量测定影响的研究

基于横向振动原理的锯材弹性模量测量方法具有快速、无损、足尺测量等特点。该文讨论了两端刚性简支支撑和一端刚性、一端弹性支撑两种支撑形式下,锯材弹性模量检测的理论依据。在以实际生产应用为目标的检测仪器开发中,一端支撑要包含测力传感器,用于传感锯材的重量和振动信号。结果表明:测力传感器端的支撑相当于一种弹性支撑,它会造成试件固有频率测量值比实际值低,进而给试件弹性模量测量值带来误差。这一固有频率测量值减小幅度与试件--支撑刚度比有关:试件--支撑刚度比越小,减小幅度越小。一般情况下,如果将试件--支撑刚度比控制在0～0.005范围内,则会测得足够精确的弹性模量值。      

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。     

意杨木材弹性模量3种方法检测的比较

为比较不同无损检测方法检测、评估意杨木材弹性模量的可行性和可靠性,分别采用应力波法、自由梁振动法和静态四点弯曲法实测一批苏北意杨锯材的弹性模量值,比较研究了3种方法下的意杨锯材弹性模量值的变异系数、准确指数及相关性。结果表明:3种方法测算的锯材弹性模量值间显著相关,相关系数均大于0.8,且三者中应力波法检测锯材的动态弹性模量值的变异系数和准确指数最小,依据原木应力波弹性模量对锯材进行分等,得到Ⅰ级品率为26.2%,Ⅱ级品率为56.9%,Ⅲ级品率为16.9%。可见,应力波法能够用于检测锯材弹性模量,并作为评定木材性质、预测其力学性能的方法,为中国木材行业锯材产品的最佳质量分等提供理论借鉴。     

节子的性质及其对木材材性的影响

树节是指树干内部的枝条基部或枯死枝条形成的结疤,在用材中称为节子。在树木生长过程中节子独特的理化性能对树木的生长有良好的作用。但是在木材加工利用过程中节子的存在严重影响木材性能和加工利用。本研究对节子的构造、物理力学性质、化学性质和检测方法等5个方面研究现状进行了总结。节子的存在对于树木的生长过程中枝条与树干之间最佳连接方式,无论在应力作用还是外部细菌等因素的影响下,节子在树木生长过程中所体现的物理性能和化学性能都有着良好的作用。但是在木材的利用中,节子对于木材力学性能和加工性能的影响巨大,不仅对于刀具损伤较大,在一定程度上降低木材的抗拉、抗压、抗弯性能,同时对于木结构连接部位的力学性能也有一定影响。目前国内外对于板材节子检测的研究较充分,但是对于原木的节子检测研究较少。在有节材力学性能预测方向,得到了较为精准的预测模型。并且通过节子特征、林木密度、树龄、树干特征等对节子进行预测,帮助在树木生长过程中对木材进行改良。现阶段对节子的研究主要集中在力学性能和检测等方向,对于节子部位的超微观构造和构造智能性利用等方面相对薄弱,对于节子如何影响木材力学性能的机理并未深入。     

落叶松人工林林分密度对节子和干形的影响

基于在黑龙江省孟家岗林场设置的3个密度等级(密度Ⅰ400株/hm2、500株/hm2密度Ⅱ600株/hm2、密度Ⅲ800株/hm2)落叶松人工林标准地的30株解析木数据,研究林分密度对节子和干形的影响。结果表明:节子直径随林分密度的增大而减小,最大节子出现的位置随林分密度的增大逐渐提高,健全节长度随着林分密度的增大而减小;健全节在低于树高40%的部分随着树木相对高度的增加逐渐增长,在树高的40%以上健全节长度逐渐递减;枝条寿命和枝条死亡后被包藏的时间随着密度的增大而减小;密度对树木干形影响较大,密度小的林分干形质量差,几种干形指标分析树木干形结果表明这些指标可以很好的描述树木干形的变化情况,虽然低密度林分生长量大,树木的胸径较大,但是干形比较差,节子也较大,导致木材质量的降低。     

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。     

红松活立木内部腐朽程度的定量检测1）

在凉水实验林场（凉水国家级自然保护区）选取了21个红松活立木截面,用Arbotom应力波测试仪和Resistograph阻抗仪进行腐朽程度检测,得到两种检测方法的腐朽程度表征,即应力波传播速度与阻抗仪阻力曲线。用生长锥在各个横截面上分别取2根长度为25 cm的木芯,在实验室测得木芯质量损失率和含水率。然后利用最小二乘法分别建立应力波传播速度和阻抗仪阻力损失值与木材质量损失率的线性方程,进而分析应力波与阻抗仪检测表征与木材腐朽程度的关系。结果表明：应力波传播速度与质量损失率之间有较强的负相关关系（R＝0．698,P＜0．01）,且应力波检测结果需要根据影响因素进行适当修正。阻抗仪阻力损失值与质量损失率之间有显著的正相关关系（R＝0．851,P＜0．01）。两种方法都能有效地检测活立木的腐朽程度。     

辐射松层板抗弯性能的指接参数优化及无损检测研究

[目的]通过对辐射松层板指接工艺的研究,优化指接过程中的参数,提高指接层板的力学性能;基于应力波方法,开展对指接层板抗弯性能的无损检测研究,提高指接层板的强度稳定性.[方法]通过预试验过程确定端压,选择4种不同指长的铣刀,设定3种不同嵌合度大小,研究3因素对指接层板抗弯性能的影响,进而从中选出较优指接参数组合并与标准比...     

木构件材料力学性能快速检测研究

木材的各项力学性能是反映木材综合利用价值的重要指标,如何快速预测出其各项指标,更好的运用木材,一直是相关工作者努力的方向。以木建筑常用材料——红松和落叶松2种木材为研究对象,运用微钻阻力仪和应力波测试仪分别对其进行力学性能快速检测,并将检测结果与传统力学试验机检测结果进行对比分析。结果表明,这2种方法都适于快捷检测评估木构件材料力学性能,其中对于红松,宜选用应力波速度检测弹性模量和抗弯强度2项性能;对应落叶松来讲,宜选用微钻阻力检测弹性模量、抗弯强度、抗压强度3项性能。     

红松木材结构缺陷对应力波传播参数的影响

通过应力波测试仪对红松木材试件进行的检测试验,研究了木材轴向孔洞的分布、数量和端部孔洞的分布对应力波传播时间、传播速度的影响,并对孔径大小与应力波传播参数之间关系进行回归分析。试验结果表明,应力波传播时间与孔径大小、数量呈正相关,而应力波传播速度与孔径大小、数量呈负相关。端部孔洞对应力波传播参数没有显著影响。     

米老排人工林节子时空分布特征及变色规律

  目的  探明米老排Mytilaria laosensis人工林节子的时空分布特征及变色规律,为培育米老排无节材提供理论参考。  方法  以位于广西凭祥市的中国林业科学研究院热带林业实验中心11年生米老排人工林为研究对象,选取20株米老排样木,利用节子解析的方法,对获得的1 101个完整节子进行研究。  结果  从节子发育年龄上,米老排的枝条主要从第1~2年开始生长,第2~4年是其死亡高峰期(91.9%),这些枝条(87.2%)死亡后在第5~8年内完全愈合并形成节子,其中大部分节子(76.7%)的愈合时间为3~6 a;在第2~4年米老排枝条死亡数量较多,该时段是控制节子形成的关键时期。在节子垂直分布上,节子的数量呈现随树高的增加先上升后急剧下降的趋势,且主要集中在高度为0~8.0 m的树干上。节子变色长度与节子的直径和愈合时间呈显著正相关(P＜0.05),但与分枝角度呈显著负相关(P＜0.05)。通过逐步回归,得出节子直径、死节长度、节子出现年龄以及愈合时间是影响米老排节子变色长度的关键因子,相关性达极显著水平(P＜0.01)。  结论  在米老排种植后的2~4 a,对树干8.0 m以下进行首次修枝,有助于该树种无节材的培育。采取相应的森林培育措施减小枝条基径和缩短节子愈合所需时间,有助于减少节子对木材带来的影响。图7表4参32     

木材节子图像增强的小波变换与双三次插值融合方法

为提高木材节子图像的清晰度和对比度，针对木材节子图像的边缘特征，以木材活节和死节图像为对象，研究小波变换与双三次插值融合的木材节子图像增强算法。结果表明，本方法增强后的木材活节和死节图像在峰值信噪比和结构相似性指数分别为22.994 8、32.054 1和0.928 9、0.919 2，均显著高于直方图均衡化和双三次插值方法，这表明本增强方法具有更好的去除噪声效果和图像保真性能。此外，增强后的木材活节和死节图像的平滑指数为2.934 2、3.889 3，显著优于直方图均衡化和双三次插值方法，这表明该方法不仅提高了清晰度和对比度，而且具有更好的边缘细节信息保留功能。     

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：...     

地带和地形对湿地松人工林材性的影响

比较分析了湿地松人工林材性在不同地带和地形中的表现差异.结果表明:相同地形条件下生长在南亚热带的湿地松人工林木材密度、顺纹抗压强度、抗弯强度、抗弯弹性模量、硝酸—乙醇纤维素含量、戊聚糖含量和苯醇抽出物含量大于生长在中亚热带的,而木材尺寸稳定性和Klason木素含量小于生长在中亚热带的.相同地带内山谷中的湿地松人工林木材尺寸稳定性和戊聚糖含量大于山脊上的,木材密度、顺纹抗压强度、抗弯强度、抗弯弹性模量、硝酸—乙醇纤维素含量、Klason木素含量和苯醇抽出物含量均小于山脊上的.差异显著性t检验表明:地带和地形对湿地松人工林木材密度、顺纹抗压强度和抗弯强度影响极显著或显著;地形对湿地松人工林木材差异干缩和抗弯弹性模量影响极显著,地带对湿地松人工林木材差异干缩和抗弯弹性模量影响不显著.研究结果为湿地松人工林培育和木材合理利用提供科学依据.     

水曲柳人工林节子愈合与变色特征

节子的变色现象严重影响木材质量,了解节子变色规律及其影响因素是确定合理修枝的重要依据.以黑龙江省孟家岗林场地区49年生的水曲柳(Fraxinus mandshurica)人工林为研究对象,采用节子剖析技术分析自然整枝条件时水曲柳节子愈合时间与变色长度的变化规律.结果表明:水曲柳节子平均愈合时间约为6.7 a,约91.1...