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向新出发,木材科学前沿发展 被引量：3
1
作者 李坚 甘文涛 +2 位作者 陈志俊 杨海月 王耀星 《森林工程》 北大核心 2025年第1期1-39,共39页
木材及其制品被广泛应用于人们日常生活,包括家具制造、室内装饰和建筑等领域。木材工业的年产值总量已经超过3万亿元,是重要的国民经济基础产业。然而,木业发展过程中仍存在产品附加值低、企业创新能力弱和生产供应链分散等问题,向新... 木材及其制品被广泛应用于人们日常生活,包括家具制造、室内装饰和建筑等领域。木材工业的年产值总量已经超过3万亿元,是重要的国民经济基础产业。然而,木业发展过程中仍存在产品附加值低、企业创新能力弱和生产供应链分散等问题,向新出发、向绿而行,孵化功能木质制造新技术、新材料,培育木业新质生产力是助推行业发展、蓄能助力低碳转型的重要方向。为此,聚焦木材科学前沿发展方向,针对木业新质生产力重要论述,阐明科技创新对木业发展的重要意义,提出木材科学未来发展向极微观深入、向极宏观拓展、向极端条件迈进、向极综合交叉发力4个发展方向,并综述了现阶段具代表性研究成果,梳理代表性木质新产品和功能新材料的发展现状和发展趋势,为进一步提出我国木业新质生产力发展路径奠定基础。 展开更多
关键词 木材科学 新质生产力 创新 智能化 可持续发展
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密度分布对层状压缩杉木横纹抗压强度的影响 被引量：1
2
作者 赵丽媛 黄荣凤 +3 位作者 王艳伟 何啸宇 孙龙祥 陈章景 《浙江农林大学学报》 北大核心 2025年第3期611-621,共11页
【目的】木材横纹抗压强度是木结构建筑材料及楼板和地板等选材的重要依据。研究层状压缩杉木Cunninghamia lanceolata木材横纹抗压强度,可为人工林杉木在实木地板、家具等木制品方面的高附加值利用提供参考。【方法】以杉木木材为研究... 【目的】木材横纹抗压强度是木结构建筑材料及楼板和地板等选材的重要依据。研究层状压缩杉木Cunninghamia lanceolata木材横纹抗压强度,可为人工林杉木在实木地板、家具等木制品方面的高附加值利用提供参考。【方法】以杉木木材为研究对象,采用湿热/水热控制下的层状压缩方式,加工出压缩层位置、厚度不同的层状压缩木材,研究层状压缩引起的杉木木材结构和管胞构造变化,分析层状压缩杉木木材密度分布对弦向加载和径向加载下横纹抗压强度的影响。【结果】扫描电镜观察和测量结果表明:天然杉木早材的平均径向腔径为45.7μm,晚材为4.6μm,且早材管胞壁厚仅为晚材的1/2;早材弦径向平均壁腔比为0.14,晚材为3.08。层状压缩后,压缩层部位的早材细胞壁大变形至细胞腔几乎消失,但晚材部位细胞形态几乎不发生变化;压缩层部位的早材密度由0.200 g·cm^(-3)以下,提高至0.500 g·cm^(-3)以上,但多数情况下被压缩的早材密度依然低于天然杉木晚材密度,压缩层部位呈现出带有数个晚材密度峰值的密度分布特征。对照材及层状压缩材,弦向加载时横纹抗压强度均达到径向加载的2倍多。径向加载及弦向加载的横纹抗压强度均与压缩木材的密度呈极显著线性相关(P<0.01)。径向加载下的横纹抗压强度与密度的关系比弦向加载更密切。【结.论】压缩层部位的早材密度明显增大,早材密度的微小增加能够大幅度提高压缩木材的横纹抗压强度。 展开更多
关键词 杉木 层状压缩 密度分布 早晚材 管胞 横纹抗压强度
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超声波在人造板无损检测领域应用的研究进展
3
作者 邹红艳 洪问轩 +4 位作者 赵茂程 王军 王正 齐亮 谢为俊 《西部林业科学》 北大核心 2025年第4期123-130,共8页
当前,无损检测技术已经逐渐成为人造板检测的主要手段,超声波无损检测技术凭借着较高检测准确性和高效性成为人造板无损检测技术中应用最广泛的使用方法之一,无损检测技术通过非破坏性方式,能有效检测人造板物理力学性能、表面以及内部... 当前,无损检测技术已经逐渐成为人造板检测的主要手段,超声波无损检测技术凭借着较高检测准确性和高效性成为人造板无损检测技术中应用最广泛的使用方法之一,无损检测技术通过非破坏性方式,能有效检测人造板物理力学性能、表面以及内部缺陷,为人造板质量与安全检测提供了科学依据。根据不同检测原理(脉冲反射法、脉冲透射法、衍射时差法、共振法)、不同探头数量(单个探头、双探头、多个探头)、不同波形(Lamb法、横波法、纵波法、表面波法)以及不同耦合方式(直接接触法、液浸法、电磁耦合法、干耦合法、空气耦合法)对超声波检测方法进行概括分类。从物理力学性能检测与缺陷检测深入分析了国内外超声波在人造板无损检测领域的研究现状、存在的问题以及探究影响超声波检测效果的原因和不同人造板在检测方法、内容上的差异。提出今后应着重关注4个方面研究重点:非接触式技术推动检测智能化与自动化;深度学习算法提升力学性能评估效率;高分辨率成像实现缺陷可视化;化学材料引入对性能检测的影响。 展开更多
关键词 超声波 人造板 无损检测 物理力学性能 缺陷
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木材定量解剖研究新进展
4
作者 郭娟 焦立超 +3 位作者 何拓 马灵玉 姜笑梅 殷亚方 《林业科学》 北大核心 2025年第2期204-218,共15页
木材解剖学是研究木材(次生木质部)中各类细胞形态特征、排列、比量、结构和功能的一门科学。在木材解剖学框架内,开展木材构造特征定量化研究,实现木材解剖信息的定量提取、挖掘、整合与应用,科学构建木材构造特征与树种生理功能、气... 木材解剖学是研究木材(次生木质部)中各类细胞形态特征、排列、比量、结构和功能的一门科学。在木材解剖学框架内,开展木材构造特征定量化研究,实现木材解剖信息的定量提取、挖掘、整合与应用,科学构建木材构造特征与树种生理功能、气候环境、木材性质和加工工艺等之间的相互关系,可进一步推动木材学、林学、植物学、古生物学、古气候学、考古学和物候学等学科的发展。当前,在系统科学的时代背景下,梳理木材定量解剖研究的发展脉络,厘清木材构造特征的结构性和整体性,从系统论视角探讨木材定量解剖研究的涌现性质,有利于促进木材解剖学的跨学科交叉融合,开创木材解剖学发展新格局。本研究首先介绍木材解剖学的重要发展阶段,针对木材构造特征的共性和多样性,从样品制备、信息采集和数据分析等方面总结木材定量解剖研究的主要方法,然后分别从木材构造特征与树木系统进化、木材构造特征与气候环境变化、木材构造特征与木材性质及加工利用关系3方面归纳近10年来木材定量解剖研究取得的最新进展,最后针对当前存在的问题与不足,提出未来发展展望:1)木材定量解剖研究方法的持续性革新迭代,推动木材定量解剖高通量测试与分析平台的研发,为木材解剖学的广泛应用提供基础;2)木材信息资源及其共享体系的全球化构建完善,增强木材定量解剖数据的可靠性和共享性,为发展基于数据驱动的木材科学研究新范式提供重要基础;3)木材定量解剖研究体系的多学科交叉融合,从底层逻辑和层级架构视角比较木材解剖学与植物解剖学、生态学、木材加工利用等领域的关联与异同,促进多学科融合创新发展。通过进一步开展木材定量解剖研究,加强木材解剖学的跨学科交叉融合,从木材解剖学角度推动基于数据驱动的木材科学研究新范式的构建与发展,能够为林木培育、森林经营、树木分类、森林碳汇、气候变化、木材生产及可持续利用等研究提供理论基础和科学依据。 展开更多
关键词 次生木质部 木材解剖学 定量解剖 构造特征 高通量测试
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木射线结构特征与分析方法的研究进展
5
作者 郭娟 尹丽娟 +3 位作者 马灵玉 姜笑梅 孟秋露 姚利宏 《林业工程学报》 北大核心 2025年第5期14-24,共11页
木射线几乎是所有树木都具有的重要径向组织,为树木的径向及侧向运输提供保障,也影响木材的多项物理力学性能以及木材加工与利用。然而,木射线组织比量低、细胞尺寸小和次生壁形成时间跨度长等特点,造成了木射线的结构特征至今仍不清晰... 木射线几乎是所有树木都具有的重要径向组织,为树木的径向及侧向运输提供保障,也影响木材的多项物理力学性能以及木材加工与利用。然而,木射线组织比量低、细胞尺寸小和次生壁形成时间跨度长等特点,造成了木射线的结构特征至今仍不清晰,大大阻碍了木射线结构与树木生长、木材材性间构效关系等研究。为此,系统归纳和讨论了木射线的微观构造、超微观构造与化学结构特征,探讨了木射线结构在树种、器官、生长轮水平以及细胞类型间的变化规律,总结了木射线结构对树木生长与木材的力学、干缩湿胀、传声、耐腐性与渗透能力等的影响规律,对比了木射线微观构造、超微观构造与化学结构的分析方法及适用范围,最后针对当前存在的问题与不足,展望了木射线结构研究的发展趋势。创新及完善木射线结构分析方法体系,开展木射线结构的理论研究,建成木材多级结构特征与构效关系数据平台,可为树木生长与功能、木材识别鉴定及高附加值利用等研究提供参考。 展开更多
关键词 木射线 射线薄壁细胞 微观构造 超微观构造 化学结构特征
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新质生产力驱动下的木材领域标准体系建设与展望
6
作者 张佳彬 张华 +1 位作者 徐林 何金存 《林业科技》 2025年第1期67-70,共4页
本文旨在探讨“木材领域标准体系”在新质生产力背景下对林业行业转型的推动作用,通过分析体系构建的历程、结构特点、实施效果及面临的挑战,揭示其在促进技术创新、绿色转型及智能化发展方面的核心价值。文章强调,标准化作为新质生产... 本文旨在探讨“木材领域标准体系”在新质生产力背景下对林业行业转型的推动作用,通过分析体系构建的历程、结构特点、实施效果及面临的挑战,揭示其在促进技术创新、绿色转型及智能化发展方面的核心价值。文章强调,标准化作为新质生产力的关键要素,对于提升行业竞争力、实现可持续发展目标具有不可估量的意义。 展开更多
关键词 新质生产力 木材领域 标准体系 绿色转型 智能化
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浸胶工艺对杨木重组材性能的影响
7
作者 崔立东 贺丹 +2 位作者 张晔 刘浩阳 黄海兵 《林业科技》 2025年第4期68-70,63,共4页
以酚醛胶粘剂浸渍杨木木条制作成杨木重组材,研究了浸渍浓度、浸渍时间、浸渍温度对杨木重组材的静曲强度和弹性模量的影响。实验结果表明:浸渍浓度、浸渍时间对静曲强度影响不大,对弹性模量影响均呈现先增加后降低趋势,浸渍温度对静曲... 以酚醛胶粘剂浸渍杨木木条制作成杨木重组材,研究了浸渍浓度、浸渍时间、浸渍温度对杨木重组材的静曲强度和弹性模量的影响。实验结果表明:浸渍浓度、浸渍时间对静曲强度影响不大,对弹性模量影响均呈现先增加后降低趋势,浸渍温度对静曲强度呈现先增加后降低现象,对弹性模量影响较低。 展开更多
关键词 酚醛胶粘剂 重组木 浸渍
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毛竹纤维形态与竹龄之间的关系研究
8
作者 黄广华 陈瑞英 《南昌工程学院学报》 2025年第3期56-60,共5页
通过对3~5 a不同竹龄毛竹竹材纤维形态进行观察、测定,研究了毛竹纤维形态与竹龄之间的关系。结果表明:从3 a到4 a、4 a到5 a,纤维长度增长率分别为3.11%、3.88%,纤维宽度增长率分别为1.18%、3.11%,纤维长宽比增长率分别为1.91%、0.74%;... 通过对3~5 a不同竹龄毛竹竹材纤维形态进行观察、测定,研究了毛竹纤维形态与竹龄之间的关系。结果表明:从3 a到4 a、4 a到5 a,纤维长度增长率分别为3.11%、3.88%,纤维宽度增长率分别为1.18%、3.11%,纤维长宽比增长率分别为1.91%、0.74%;5 a竹材中部中层纤维最长、基部中层纤维最宽、中部中层纤维长宽比最大、基部外层纤维壁厚最大、梢部外层纤维壁腔比最大;3 a竹材基部中层纤维腔径最大。研究结果可为有效利用竹材和竹子的科学栽培提供理论依据。 展开更多
关键词 毛竹 竹龄 纤维形态
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杉木木材表面原位构筑坚固的疏水聚硅氮烷涂层 被引量：2
9
作者 陈寒娴 张林昕 +7 位作者 檀佳欣 王诗彤 温涛 林舒敏 杨日龙 李燃 张欣向 杨文斌 《东北林业大学学报》 北大核心 2025年第4期140-147,共8页
以杉木(Cunninghamia lanceolata)木材为研究对象,将木材裁切为20 mm×20 mm×12 mm(径向×弦向×纵向)的样品;以有机聚硅氮烷(OPSZ)、正己烷为试剂,按照质量比m(有机聚硅氮烷)∶m(正己烷)分别为1∶3、1∶5、1∶7、1∶9... 以杉木(Cunninghamia lanceolata)木材为研究对象,将木材裁切为20 mm×20 mm×12 mm(径向×弦向×纵向)的样品;以有机聚硅氮烷(OPSZ)、正己烷为试剂,按照质量比m(有机聚硅氮烷)∶m(正己烷)分别为1∶3、1∶5、1∶7、1∶9、1∶11的比例配制改性液;采用浸渍法将木材样品分别浸入不同比例的改性液中,常温(25℃)常压放置2 h后,将样品转移至烘箱中120℃热处理5 h,木材表面有机聚硅氮烷涂层固化,制得有机聚硅氮烷改性木材样品;应用相关仪器、参照国家相关标准及试验设计的方法,测定改性前后木材表面形貌与结构、木材表面化学成分与官能团变化、木材疏水性能与防水性能、涂层硬度、涂层机械稳定性、木材抗污性能、木材热稳定性,分析有机聚硅氮烷涂层的性能及其对木材保护的作用。结果表明:(1)采用扫描电镜观察改性前后木材的表面形貌,与未改性木材相比,经过有机聚硅氮烷改性的木材表面覆盖了一层较为致密的涂层。(2)采用傅里叶变换红外光谱仪、X射线光电子能谱仪对改性前后木材表面官能团和木材表面元素的变化分析表明,改性后木材表面引入了稳定性好的有机硅骨架以及疏水的甲基;有机聚硅氮烷显著提高了木材的疏水性和防水性能,木材的水接触角从72.0°增大至119.3°,24 h吸水率从79.00%显著下降至25.38%。(3)改性后木材对牛奶、咖啡、橙汁、可乐等常见污染物,具有良好的抗污性。(4)改性后,木材表面有机聚硅氮烷涂层的铅笔硬度达到6 H,并且能够经受长时间的机械摩擦,表明其具有优异的机械稳定性。(5)热质量分析表明,有机聚硅氮烷显著提升了木材的热稳定性。(6)综合试验结果,有机聚硅氮烷涂层具有良好的防水性、耐机械摩擦、热稳定性,可在严苛环境时的木材保护中应用。 展开更多
关键词 杉木 木材改性 木材表面 有机聚硅氮烷 疏水涂层
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原木端压灌注乙醇对木材干燥、脱脂及染色的影响 被引量：1
10
作者 解卫海 仝伯强 +2 位作者 刘丹 张萍 朱建军 《东北林业大学学报》 北大核心 2025年第3期119-124,共6页
以黑松(Pinus thunbergii Parl.)生材为材料,探索原木端压灌注乙醇对木材进行干燥、脱脂、染色的作用。使用无水乙醇(表面张力不到水的表面张力的1/3)替换木材中的水溶液,用乙醇的挥发代替木材内部原有的水分蒸发,进行木材干燥以减少木... 以黑松(Pinus thunbergii Parl.)生材为材料,探索原木端压灌注乙醇对木材进行干燥、脱脂、染色的作用。使用无水乙醇(表面张力不到水的表面张力的1/3)替换木材中的水溶液,用乙醇的挥发代替木材内部原有的水分蒸发,进行木材干燥以减少木材的干燥缺陷,以及用乙醇冲洗出树脂道中的树脂,对木材进行脱脂,同时观察加有亮蓝指示剂的乙醇在木材内部的染色情况。试验结果表明:在0.2~0.3 MPa压力下,灌注乙醇1.0~1.5 h,消耗相当于原木中总含水量体积3倍的乙醇,能够置换出原木总含水量中77.0%的水分,其松香的脱除率为70.8%。增加乙醇的压注量和压注时间能够使木材排出更多水分和松脂。在最初收集的2002 mL木材压出液中(相当于木材总含水量的38%)不含有乙醇,其后收集的木材压出液中乙醇比例逐步升高,水的比例逐步降低。当压出液中含有体积分数为11%的乙醇时,木材压出液的电导率下降一倍;当压出液中乙醇的体积分数超过74%或更高时,压出液的电导率反而有所上升。压注乙醇的木块气干速度为对照的2.82倍。对照黑松木试样板在(103±2)℃烘干后,普遍存在内裂,乙醇灌注后的弦切板在(103±2)℃烘干后没有观察到内裂。 展开更多
关键词 乙醇灌注 木材干燥 木材脱脂 木材染色 木材防腐
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基于空气与蒸汽介质组成比及其压力调控的木材压缩变形永久固定 被引量：1
11
作者 黄荣凤 何啸宇 +4 位作者 王艳伟 孙龙祥 黎静 侯晓鹏 陈章景 《木材科学与技术》 北大核心 2025年第4期1-20,共20页
压缩变形永久固定(定型)是木材密实化技术的关键科学技术问题之一。研究以空气、蒸汽以及两者混合气体为介质,在0.1、0.3和0.5 MPa的介质气体压力下,采用高温加压热处理方法,对表层压缩毛白杨(Populus tomentosa)木材实施180℃、2 h的... 压缩变形永久固定(定型)是木材密实化技术的关键科学技术问题之一。研究以空气、蒸汽以及两者混合气体为介质,在0.1、0.3和0.5 MPa的介质气体压力下,采用高温加压热处理方法,对表层压缩毛白杨(Populus tomentosa)木材实施180℃、2 h的定型处理。通过分析定型处理对压缩木材的回复率,以及其他物理、化学及力学性质的影响,阐明空气与蒸汽介质组成及其压力对木材压缩变形永久固定的作用机理。在180℃温度、0.5 MPa介质气体压力条件下,以纯蒸汽为介质时,有近80%的压缩变形被永久固定,但只以空气为介质时,仅约54%的压缩变形被永久固定。以空气为介质的热处理虽然会使半纤维素降解,但处理材中乙酸及醛类物质含量远远低于介质中加入50%以上蒸汽的混合介质处理材。说明介质中加入一定量的蒸汽,促进细胞壁组分化学反应,对木材压缩变形固定是至关重要的。基于所有检测样品统计分析结果,吸水回复率与相对结晶度之间的相关关系(r=0.921,p<0.01),比吸水回复率与羟基吸收强度之间相关关系(r=0.557,p<0.05)更密切,间接说明半纤维素降解过程使压缩应力释放,比羟基减少使吸湿性降低对压缩变形的永久固定的贡献更大。与空气介质相比,以蒸汽与空气的体积比为1∶1或蒸汽比例更高的混合气体为介质时,木材吸着水EMC和回复率降幅可以提高50%,木材硬度和表面硬度损失率降低4.6%及以上。空气与蒸汽混合介质处理不仅减少了处理过程中蒸汽的使用量,而且简化了压缩木材的定型处理过程,对降低压缩木的生产成本,实现木材压缩技术的商业化应用具有重要意义。 展开更多
关键词 毛白杨 压缩变形固定 空气介质 蒸汽介质 回复率 化学成分
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不同温度下毛竹抗弯力学性能 被引量：1
12
作者 李海涛 周文静 +2 位作者 吴义强 陈晨 许伟 《林业科学》 北大核心 2025年第2期163-171,共9页
【目的】探究温度对毛竹抗弯力学性能的影响,为竹材在极端环境下的建筑结构应用提供数据支持和理论依据。【方法】以贵州省赤水市3~6年生毛竹为研究对象,制作有竹节和无竹节2种类型试件各66个;设置11个目标温度(-60、-40、-20、0、20、6... 【目的】探究温度对毛竹抗弯力学性能的影响,为竹材在极端环境下的建筑结构应用提供数据支持和理论依据。【方法】以贵州省赤水市3~6年生毛竹为研究对象,制作有竹节和无竹节2种类型试件各66个;设置11个目标温度(-60、-40、-20、0、20、60、100、130、175、185和200℃)进行三点弯曲试验,测试毛竹的抗弯强度和抗弯弹性模量,分析温度对毛竹抗弯力学性能的影响规律;利用相关性分析,探讨温度与抗弯强度、抗弯弹性模量的关系,并提出毛竹抗弯强度温度影响系数与温度以及抗弯弹性模量温度影响系数与温度的二次函数方程;通过微观结构观察,分析低温和高温条件下毛竹细胞壁的变化情况,揭示毛竹抗弯力学性能变化的内在机制。【结果】温度对毛竹抗弯力学性能具有显著影响,随着温度升高,毛竹的抗弯强度和抗弯弹性模量呈显著下降趋势;当温度升至200℃时,有竹节和无竹节试件的抗弯强度分别为常温下(20℃)抗弯强度的31%和31%,抗弯弹性模量分别为常温下抗弯弹性模量的44%和41%;相较而言,当温度降至-60℃时,有竹节和无竹节试件的抗弯强度分别为常温下(20℃)抗弯强度的116%和115%,抗弯弹性模量分别为常温下抗弯弹性模量的135%和128%;低温条件下毛竹表现出较高的强度和明显的脆性,高温条件下则表现出较低的强度和较大的塑性变形;竹节对抗弯强度的影响较小,无论是低温还是高温条件,有竹节和无竹节试件的抗弯强度差异均不明显;竹节对抗弯弹性模量具有显著不利影响,尤其在-40~130℃范围内表现明显;微观结构分析表明,低温条件下毛竹细胞壁保持完整且紧密,有助于力学性能提升,高温条件下由于水分蒸发和化学成分转化,毛竹细胞壁软化并逐渐变薄,其力学性能显著下降。【结论】在极端环境条件下,毛竹抗弯力学性能受温度变化的显著影响,低温有助于增强毛竹强度,但会导致更高的脆性;高温会削弱毛竹强度,并导致较大的塑性变形;竹节对毛竹抗弯强度影响较小,但对弹性模量具有一定不利影响。 展开更多
关键词 竹材 温度 竹节 抗弯强度 抗弯弹性模量
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载荷作用下木材的变形和破坏行为机制及影响因素研究进展 被引量：1
13
作者 初石民 李芸琪 +2 位作者 林兰英 王东 傅峰 《材料导报》 北大核心 2025年第17期253-260,共8页
随着绿色、低碳、环保材料需求的不断增长,木质材料及其衍生产品的应用领域日益扩展。在木质产品的生产过程中,严格控制材料变形至关重要;此外,在实际使用过程中,木质材料在受外部载荷时出现的变形和破坏现象也普遍存在。深入理解木材... 随着绿色、低碳、环保材料需求的不断增长,木质材料及其衍生产品的应用领域日益扩展。在木质产品的生产过程中,严格控制材料变形至关重要;此外,在实际使用过程中,木质材料在受外部载荷时出现的变形和破坏现象也普遍存在。深入理解木材在外部载荷作用下的变形和破坏行为,对于木材科学与工程领域,既是一个核心研究课题,也是一个技术挑战。这对于木质材料及衍生产品的设计、安全使用以及健康监测等具有极其重要的意义。基于此,本文总结并分析了木材不同尺度单元的结构及其界面对力学行为的影响,阐述了木材在拉伸、压缩和弯曲载荷作用下的变形和破坏规律,并探讨了温度、湿度及湿热耦合作用对木材力学行为的影响机制,以期为预测木材的变形和破坏行为提供科学依据,为木质材料的多尺度结构设计提供借鉴和参考。 展开更多
关键词 木材 多尺度结构 界面 外载荷 失效 温湿度
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木材微观结构分析方法与特征参数 被引量：2
14
作者 漆楚生 詹志斌 戴璐 《北京林业大学学报》 北大核心 2025年第3期7-18,共12页
木材是一种多尺度、高度各向异性的天然高分子材料,其由纤维素、半纤维素和木质素等成分构成复杂的三维网络结构。这些结构是决定木材微观与宏观物理力学性能的关键因素,木材的微观结构和主要特征参数对于理解木材性质、木材改性以及加... 木材是一种多尺度、高度各向异性的天然高分子材料,其由纤维素、半纤维素和木质素等成分构成复杂的三维网络结构。这些结构是决定木材微观与宏观物理力学性能的关键因素,木材的微观结构和主要特征参数对于理解木材性质、木材改性以及加工利用具有重要意义。本文综合分析了木材微观结构的分析方法,并归纳总结了其主要特征参数。在分析方法方面,显微观察、X射线照相及衍射分析、计算机断层扫描等技术被广泛应用,结合数据采集以及二维和三维成像方法,可以重建木材的微观结构模型,进而测量微观结构的特征参数。重建的结构模型能够更清晰地揭示木材的微观形貌特征。木材的微观特征参数主要包括细胞结构特征参数、孔隙率和纤维素微纤丝参数等。目前微观结构的观测研究多集中在微米尺度,而对于纳米尺度以及更小分子尺度结构的分析,主要依赖于理论模拟。因此,能够直接观察和表征这些更小尺度结构的分析方法有待进一步研发。 展开更多
关键词 木材 微观结构 特征参数 显微分析 MICRO-CT
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不同构型集成竹格栅夹芯板抗弯性能 被引量：1
15
作者 王智丰 周李承 《北京林业大学学报》 北大核心 2025年第1期147-155,共9页
【目的】针对集成竹利用效率不高,使用形式较为单一的问题,探索其轻质、高效特性的先进结构形式,这对推动竹材在工程领域的应用方面具有重要意义。本研究旨在探究不同构型格栅芯体对集成竹格栅夹芯板弯曲性能的影响,选出不同格栅构型中... 【目的】针对集成竹利用效率不高,使用形式较为单一的问题,探索其轻质、高效特性的先进结构形式,这对推动竹材在工程领域的应用方面具有重要意义。本研究旨在探究不同构型格栅芯体对集成竹格栅夹芯板弯曲性能的影响,选出不同格栅构型中抗弯性能最优的结构,为其在实际工程的应用提供理论依据。【方法】以集成竹为原材料,通过嵌锁法分别设计加工3种具有不同构型(三角形格栅、方形格栅和Kagome形格栅)的集成竹格栅夹芯板。对不同格栅芯体的集成竹格栅夹芯板进行四点弯曲试验,探讨夹芯板结构的受弯性能,分析夹芯板结构在受弯荷载下的破坏机理、跨中挠度、抗弯刚度和极限承载力的变化规律,并对3种不同芯体集成竹格栅夹芯板结构的比强度和比刚度进行对比。同时,采用有限元方法建立集成竹格栅夹芯板四点弯曲试验模型,并进行数值模拟分析。【结果】3种不同构型格栅芯体的集成竹格栅夹芯板结构在受弯加载过程中均表现为剪切破坏。三角形集成竹格栅夹芯板的承载能力最好,三角形和Kagome形格栅极限承载力分别为38.7和27.5 kN,较极限承载力22.5 kN的方形格栅增加了71.9%和22.2%;同时三角形集成竹格栅夹芯板的比强度为133.5 kN·m/kg,较方形(94.6 kN·m/kg)和Kagome形(96.7 kN·m/kg)分别提高了41.2%和38.1%。有限元模型的模拟结果与试验结果较一致,能有效预测集成竹格栅夹芯板的弯曲性能。【结论】3种格栅构型中三角形集成竹夹芯板弯曲性能最优,能够更好地发挥集成竹轻质高强的性能优势。研究结果可为竹材在工程领域的应用提供一种高效的结构形式及理论依据。 展开更多
关键词 结构板材 有限元法 失效模式 弯曲强度 集成竹夹芯板 格栅构型
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松材线虫病疫木木材综合利用现状及机械化需求分析 被引量：1
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作者 卢龙勋 吴网君 +4 位作者 林雪艳 张建 江京辉 赵超 王进 《浙江林业科技》 2025年第1期139-146,共8页
松材线虫病是极具危险性的森林病害,扩散迅速,易导致大量松树枯死,对我国的林业生产造成严重打击。对大量的松材线虫病疫木木材需进行及时有效的处理,是降低松材线虫病传播的重要措施。本文对国内外松材线虫病疫木木材的清理情况、采运... 松材线虫病是极具危险性的森林病害,扩散迅速,易导致大量松树枯死,对我国的林业生产造成严重打击。对大量的松材线虫病疫木木材需进行及时有效的处理,是降低松材线虫病传播的重要措施。本文对国内外松材线虫病疫木木材的清理情况、采运作业、疫木木材综合利用现状以及加工利用的机械化现状、机械化重点环节需求进行分析,提出松材线虫病疫木木材机械化处理对策建议。 展开更多
关键词 松材线虫病 疫木木材处理 机械化 防控对策
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基于纤维解离纹理方向对木材压缩与弯曲力学特性的影响分析 被引量：1
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作者 许威 田野 《包装工程》 北大核心 2025年第7期8-16,共9页
目的以榆木为研究对象,研究纹理方向对木材压缩与弯曲解离的形态特征和力学特性的影响。方法对气干和软化榆木试件进行不同加载方向的压缩和弯曲加载试验,采集试件的解离形态特征和力学特性,分析纹理方向对气干和软化榆木试件受压缩和... 目的以榆木为研究对象,研究纹理方向对木材压缩与弯曲解离的形态特征和力学特性的影响。方法对气干和软化榆木试件进行不同加载方向的压缩和弯曲加载试验,采集试件的解离形态特征和力学特性,分析纹理方向对气干和软化榆木试件受压缩和弯曲载荷作用解离的形态特征和力学特性的影响。结果软化试件在压缩过程中的解离程度大于气干试件,当压缩加载角度<45°时,试件的解离程度大于加载角度>45°时的解离程度,弦向加载最易解离,轴向加载最难解离;气干试件弯曲断口表面主要呈锯齿状和针状,软化试件弯曲断口表面主要呈木毛状和细裂片状;当弯曲加载角度<45°时,试件断口纤维解离形态一致较好,软化试件断口纤维解离形态一致性好于气干试件;软化试件的压缩屈服强度低于气干试件,而弯曲加载冲击韧性高于气干试件;加载方向从弦向向径向过渡时,气干和软化试件的压缩屈服强度和冲击韧性均随加载角度的增大而增大,呈线性正相关关系,弦向加载压缩屈服强度和冲击韧性均最小。结论受压缩与弯曲载荷作用时,软化试件的解离程度比气干试件的高,沿弦向加载最易解离;加载角度<45°时,榆木试件解离消耗的能量低,得到的纤维形态好、质量高。 展开更多
关键词 木材 纹理方向 解离特征 屈服强度 冲击韧性
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基于声发射技术研究木材表面裂纹对应力波能量衰减特性的影响
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作者 陈楚敏 李明 +4 位作者 方赛银 赵家龙 沈志辉 张志恒 邓婷婷 《森林工程》 北大核心 2025年第1期40-49,共10页
木材中的裂纹对应力波的传播特性具有不可忽略的影响,探究应力波的能量变化规律对木材中裂纹深度的识别具有重要意义。以樟子松木材作为试验材料,在不同的试件上制作不同数量的裂纹,并且裂纹深度从0逐渐增加至90 mm,每次的增量为10 mm... 木材中的裂纹对应力波的传播特性具有不可忽略的影响,探究应力波的能量变化规律对木材中裂纹深度的识别具有重要意义。以樟子松木材作为试验材料,在不同的试件上制作不同数量的裂纹,并且裂纹深度从0逐渐增加至90 mm,每次的增量为10 mm。首先,利用声发射(acoustic emission,AE)传感器采集铅芯折断在试件表面产生的应力波,并对其进行时频特征分析。然后,基于离散小波分析,建立应力波在不同频段中的能量衰减模型。研究结果表明,随着裂纹深度的增加,暂态波中频率成分为125~250 kHz的AE信号占比显著减小;随着裂纹数量的增加,小波重构后的AE信号能量衰减模型中表示衰减程度的系数由0.73增加至1.09;此外,随着裂纹深度的增加,频段为31.25~62.5 kHz的小波信号能量衰减明显缓慢;利用能量衰减模型确定的裂纹区域可以覆盖实际裂纹的所在位置。 展开更多
关键词 木材 裂纹 声发射 能量 小波变换 应力波 区域定位 指数衰减
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基于声发射的木材裂缝数量辨识研究
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作者 张志恒 李明 +5 位作者 沈志辉 陈楚敏 方赛银 杜坤 杨龙飞 邓婷婷 《森林工程》 北大核心 2025年第1期59-66,共8页
针对木材裂缝缺陷,提出一种基于声发射的木材裂缝数量识别方法。首先,在试件上人为依次制作1 mm×9 mm(长×高)的4条裂缝,在裂缝的一侧通过折铅的方式产生声发射(acoustic emission,AE)信号,另一侧放置传感器,信号采样频率设置... 针对木材裂缝缺陷,提出一种基于声发射的木材裂缝数量识别方法。首先,在试件上人为依次制作1 mm×9 mm(长×高)的4条裂缝,在裂缝的一侧通过折铅的方式产生声发射(acoustic emission,AE)信号,另一侧放置传感器,信号采样频率设置为2 MHz。然后,通过粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)确定变分模态分解(variational mode decoposition,VMD)的分解层数K和惩罚因子α,并将原始信号分解为具有不同频率的本征模态(intrinsic mode function,IMF)。接着,随机选择5组信号进行VMD分解,并对分解后的IMF构成的矩阵进行奇异值分解(singular value decomposition,SVD),得到相应的奇异值向量,再由5组奇异值向量组成标准矩阵。最后,由测得的AE信号,分别与标准矩阵计算马氏距离,并依据最小判别原则,判定裂缝数量。结果表明,PSO-VMD-SVD方法能够方便提取出AE信号特征,并通过计算马氏距离进行裂缝数量判别,判别正确率为92%。 展开更多
关键词 声发射 变分模态分解 奇异值分解 马氏距离 木材裂缝缺陷
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压缩率对杉木心材回复率及力学性质的影响
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作者 赵丽媛 黄荣凤 +3 位作者 王艳伟 何啸宇 孙龙祥 付跃进 《木材科学与技术》 北大核心 2025年第4期40-49,共10页
对人工林杉木心材实施压缩率为40%~65%的整体压缩,采用蒸汽与空气混合介质加压热处理方法进行压缩变形固定(定型),探讨压缩率对定型材密度、回复率和力学性能的影响。结果表明:在压缩率为40%时,早材和晚材均被压缩;随着压缩率进一步增大... 对人工林杉木心材实施压缩率为40%~65%的整体压缩,采用蒸汽与空气混合介质加压热处理方法进行压缩变形固定(定型),探讨压缩率对定型材密度、回复率和力学性能的影响。结果表明:在压缩率为40%时,早材和晚材均被压缩;随着压缩率进一步增大,压缩材密度随之增大,并趋于均匀。经蒸汽与空气混合介质加压热处理后的定型材,在气干、高湿及吸水条件下的吸湿/吸水回复率降至0%~0.63%,几乎不发生回复。随着压缩率及密度的增加,定型材的硬度、MOR、MOE及横纹抗压强度持续增大,定型材密度与硬度之间呈极显著相关的二次函数关系,与MOR、MOE及横纹抗压强度间呈极显著相关的线性函数关系,相关系数大于0.938。横纹抗压径向加载时,未呈现典型的木材横纹加载应力-应变特征曲线。压缩率为40%时,与对照材相比,定型材弦向横纹抗压强度提高约50%,但径向横纹抗压强度几乎没有提高;压缩率达到或超过45%时,径向和弦向横纹抗压强度提高率接近;在65%的压缩率下,弦向和径向横纹抗压强度均可以达到对照材的4倍及以上。 展开更多
关键词 杉木心材 压缩率 回复率 密度 横纹抗压强度
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