小径木半圆指接数学模型及出材理论

【目的】采用半圆指接工艺对小径木进行拼接加工,以拓宽小径级木材利用范围,提高小径木出材率。【方法】以理想原木为基础,建立小径木半圆指接数学模型。以圆心角60°去板皮拼接,求出小径木材积、板皮材积、指接铣去木材材积后得到小径木有效材积。选取直径120～190 mm的小径木,通过实际测量5组小径木长径和短径,分别计算出小径木半圆指接出材率。【结果】指接材出材率随直径增加而增大,当直径为190 mm时,根据理想数学模型求出小径木材积为32 022. 51 mm~3,由板皮材积模型求出其去除板皮材积为966. 46 mm~3,依照指接数学模型得出指接处需要铣去的废料材积为3 907. 93 mm~3,基于以上数据求出小径木半圆指接出材率为84. 78%,其出材率最高。【结论】采用半圆指接加工工艺,可提高小径木出材率;建立小径木数学模型、小径木半圆指接数学模型及相关材积公式,可为相关研究提供理论基础;选择的直径越大,出材率越高,可为实际选材提供参考。     

宏-微机器人及其在林业与木工机械的应用

介绍了宏-微机器人的概念、性能特点和应用现状,及其在林业与木工机械行业的研究现状应用,展望了发展前景。     

低周疲劳裂纹扩展速率的试验系统

结合Instron1343疲劳试验机开发了低周疲劳裂纹扩展速率试验系统。系统由数据采集和计算机数据处理软件两部分组成,可以在连续、停机状态下完成常温、低温(-50℃)实时采集载荷P、载荷位移D和裂纹缺口位移V3个模拟量数据采集。在制动盘蠕墨铸铁常温、低温(-50℃)低周疲劳裂纹扩展速率试验中得到应用。     

植物叶片厚度微增量精确测量系统的研究设计

针对传统的农业节水灌溉系统存在的弊端,提出以植物叶片的几何尺寸作为反馈控制变量的新型智能节水灌溉系统,把植物作为被控对象,构成真正的闭环控制系统,提高控制精度,从而提高节水率。对于植物叶片厚度微增量的高精度测量,进行深入的研究。     

自走式林业剩余物削片机设计与试验

针对目前林业采伐后产生大量枝桠等林业剩余物,丢弃在林区,从而造成资源巨大浪费,易形成火灾隐患等问题,提出了将林间剩余物原地进行收集、削片、储存等一体化回收方式,并设计一台自走式林业剩余物削片机,拟定了设备总体方案,并对行走、切削以及喂料等机构进行了设计。该研究进行了林业剩余物切削试验,设备行走速度为2~12 km/h,最大爬坡角度为25°,削片后的木片小于50 mm,合格率可达90%以上,生产率可达3~6 t/h。设备的设计不仅能够提高劳动生产率,降低林业剩余物回收成本,而且为林业剩余物的收集储运提供了新方法。     

红松水导纳秒激光烧蚀机制及加工试验

【目的】分析水导纳秒激光对木材表面的烧蚀机制,探讨有无水导系统参与下激光功率、切割速度对切缝宽度的影响,剖析木材切缝表面质量的影响因素,建立多元线性回归预测模型,为纳秒激光加工木材切缝宽度的预测提供理论依据。【方法】在介绍自行搭建水导纳秒激光试验台工作原理的基础上,分析水导纳秒激光对木材表面的烧蚀机制,深入剖析水射流与纳秒激光耦合作用下木材表面烧蚀的动态演化规律。以红松为材料进行水导纳秒激光加工切割试验,加工后多次测量切缝宽度取平均值。采用单因素试验方法,探讨有无水导系统参与下激光功率、切割速度对红松表面切缝宽度的影响;通过扫描电镜对加工后的红松切缝表面进行微观形貌表征,剖析有无水导系统参与下红松切缝表面质量;利用IBM SPSS Statistics 23对有水导系统参与下的试验数据进行多元线性回归分析,建立激光功率、切割速度、水流速度与红松表面切缝宽度的多元线性回归预测模型。【结果】切缝宽度随激光功率增加而增大,随切割速度增加而减小;当切割速度为50 mm·s~(-1)、激光功率为6 W时,无水导系统参与下红松表面切缝宽度最小为0.53 mm,有水导系统参与下红松表面切缝宽度最小为0.31 mm。切缝表面微观形貌表征显示,无水导系统参与下红松管胞内壁留有残留物,平滑度低,表面粗糙;有水导系统参与下红松管胞内壁清晰,几乎没有残留物,表面平滑,表面质量良好。通过多元线性回归分析,获得激光功率、切割速度、水流速度与切割宽度的关系,所建立的多元线性回归预测模型具有较好预测精度。【结论】利用水导纳秒激光加工木材,应控制好工艺参数与切缝宽度的关系,当切割速度较大、激光功率较小时,可获得最小切缝宽度。有水导系统参与相比无水导系统,切缝表面质量更好。     

森林动态监测技术研究进展

本分析了国内外森林监测技术发展情况,概括了森林动态监测技术的基本概念,并介绍了几种在国内外较为先进的森林火灾动态监测系统。在上述研究的基础上,提出了我国开展森林动态技术研究的方案,指出了研究中存在的问题。分析了未来森林动态监测技术的发展动向及趋势。     

微波测量木材湿度的原理及应用

介绍了微波测量木材湿度的优势，详细说明了其湿度测量的基本原理，提出单参数湿度检测算法。给出了测量实验样本的制备过程及实验方案，实验结果显示了衰减A与湿度ψ的线性关系，实现了木材湿度ψ的单参数测量。     

笃斯越桔采摘机械手工作空间分析

建立了笃斯越桔采摘机械手工作空间方程,采用蒙特卡洛法对笃斯越桔采摘机械手的工作空间进行仿真,应用Matlab软件编程得出机械手的可达空间范围仿真结果.     

MXK3120单端铣机床加工工艺参数综合误差模型的构建及对铣削主轴结构参数的优化

为提高木结构梁柱材的加工精度,提升生产机床的加工性能,以MXK3120单端铣机床为研究对象,对机床整体进行综合误差建模,对其铣削主轴进行静态特性的多目标优化分析;通过对单端铣机床加工木梁柱材过程进行工艺分析和几何误差描述,建立了有无误差情况下的单端铣机床各运动轴间的变换矩阵,推导出单端铣机床加工精度的综合误差模型;运用有限元分析软件(ANSYS)对机床的铣削主轴结构参数进行响应面优化,对其静态性能、动态性能进行仿真分析,对比新建综合误差模型与原模型的差异。结果表明：铣削主轴具有良好的运动特性,能够满足MXK3120单端铣机床的工艺要求,且铣削主轴静态性能得到了显著提高。