杉木木材纵向弹性模量二元预测模型的构建

文中重点对杉木的木材解剖性质、物理力学性质、化学性质的研究现状进行了归纳和分析,并针对影响杉木木材性质变异规律的生长因子进行了总结,最后就杉木木材性质的研究方法、趋势提出了几点建议。

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利用差异显示法(ddrt-pcr)研究杉木的2个自然变异类型(句容0号及独干杉)木材形成过程中基因表达差异。通过银染后切割回收54个差异条带,经2次扩增和纯化、克隆转化及反向northern杂交验证后共获得29个阳性克隆。测序后进行比对分析,结果表明:1)blastn比对(分值>60)有9个cdna克隆在genebank中找到了相似的功能,分别与核糖体蛋白基因、信号传导功能、泛素蛋白基因、抗性功能、组氨酸磷酸转移蛋白、细胞发生功能及能量代谢相关;2)blastx比对有12个序列可进行功能推测;3)还有8个cdna在数据库中未发现匹配信息。这些信息可为杉木木材形成相关基因的分离和克隆提供研究基础。

建立速生杨木单板横纹弹性性能的预测模型,利用该模型分析了速生杨木单板在受压和不同含胶量情况下的横纹弹性模量。考虑到木材密度、单板裂隙度和涂胶量等的影响,按照复合材料原理模型,分别在涂胶量体积大于单板裂隙体积、涂胶量体积小于单板裂隙体积和涂胶量体积为零条件下,探讨了单板横纹弹性模量模型。结果表明:当涂胶量体积大于单板裂隙体积时,预测值和试验值之间相对误差小于15%。

人工林杉木试材在160-220℃下分别热处理3和5h,测定并分析了热处理前后试材表面颜色、光泽度的变化,并采用醇酸清漆和聚氨酯漆分别对其进行涂饰,同时对涂饰后试材表面的颜色以及耐磨性进行了测定与分析.结果表明:热处理后木材颜色变深,明度和光泽度降低,色差增大,且随处理温度的升高以及时间的延长,变化幅度增大;红绿轴色品指数降低,黄蓝轴色品指数总体增大,但均为无规律性变化.与热处理前后试材颜色参数的变化相比,涂饰后不同条件热处理材的明度及总体色差减小;与素材漆膜比,热处理使漆膜的耐磨性随处理温度的升高、时间的延长而逐渐降低,尤其是在200℃以上较长时间处理会使漆膜耐磨性显著降低从而影响漆磨质量,影响的程度与涂料品种有关.

【目的】掌握影响碳纤维布(carbonfibrereinforcedpolymer/plastic,cfrp)与落叶松和杉木有效粘结长度的木材因素,为cfrp在木结构加固工程中的安全应用提供参考。【方法】采用单剪与半桥电测试验方法,研究了树种及木材含水率、纹理方向、材面状态对cfrp与木材之间有效粘结长度的影响。【结果】cfrp与木材间存在有效粘结长度,当cfrp与木材间的粘结长度超过该有效粘结长度时,cfrp与木材间的极限粘结承载能力将不再增加;不同树种间有效粘结长度存在差异,在含水率为15%的条件下,cfrp与落叶松木材的有效粘结长度为97～110mm,与杉木木材的有效粘结长度为111～123mm;材面状态对cfrp与木材间的有效粘结长度影响较大,刨切材面结合牢靠,峰值荷载较大;木材试验含水率及材面纹理等对cfrp与木材间的有效粘结长度几乎无影响。【结论】在应用cfrp前,应将木材表面刨切平整;cfrp可应用于杉木及落叶松构件的加固工程。

根据弹性力学原理,构建了以竹碎料和木纤维为原料的竹木复合材料的本构方程,在此基础上,建立了竹木复合材料的表观弹性模量预测模型。结果表明:预测模型可反映竹碎料和木纤维比例与复合材料弹性模量之间的关系;该预测模型的计算结果与实测结果之间存在1.4%～7.7%的误差;该预测模型可用于竹碎料与木纤维复合板材料和结构的优化设计。

利用近红外光谱技术对木材强度分等进行了研究。选择1000~1400nm波段,结合偏最小二乘法,在木材强度和近红外光谱数据间建立了校正模型,校正模型的相关系数(r)为0.89,校正标准误差(sec)为6.30mpa。利用校正模型对35个未知样品的强度进行预测,根据近红外预测值和实测值分别对木材样品进行分等,a级预测的准确率为75.0%,b级准确率为91.3%,c级准确率为80.0%,总正确率为88.6%。研究结果表明,近红外光谱技术可以应用在无疵小试样的木材快速分等中。

采用pundit、metriguard、fft等三种无损检测方法和常规弯曲法对加拿大扭叶松(lodgepolepine)蓝变与非蓝变实木板材的动态及静态弹性模量进行检测和比较研究。结果表明,蓝变材三种动态弹性模量及静态弹性模量均高于非蓝变材;对比分析表明,蓝变材和非蓝变材的动态及静态弹性模量存在差异,其中动态弹性模量差异均达到0.01显著性水平,静态弹性模量差异达到0.05显著性水平,并且心、边材及密度值不同是导致以上差异的主要原因。相关性分析表明,动态与静态弹性模量间相关性达到0.01显著性水平;尽管三种无损检测方法测量结果存在差异,但它们之间仍存在密切相关性,fft技术测量的准确性高于pundit和metriguard;板材中结子数影响木材动态和静态弹性模量,随着板材结子数增加弹性模量相应地降低。

杉木人工林为安福县重要的森林资源,本研究根据1526株样木数据,在分析其干形变化特点的基础上,建立了符合安福县实际的杉木人工林二元立木材积动态模型。经适用性检验,该模型精度高,其参数稳定可靠,能对样木客观规律作出解释。模型适合在安福县使用。

弹性模量试验——介绍土体弹性模量试验的相关的详细内容　　（sl237-029-1999）

基于Powers体积模型的水泥基材料弹性模量预测

为确定混凝土的弹性模量,基于细观层次假定混凝土是由骨料、砂浆和两者之间的粘结界面组成的三相复合材料,借助蒙特卡罗方法和瓦拉文公式,在二维平面上建立了随机骨料模型。通过有限元法预测混凝土的弹性模量,并将数值计算结果与试验结果进行比较,验证了该细观有限元模型的有效性。在此基础上研究了混凝土各细观组成成分的弹性模量、骨料体积率、骨料最大粒径、骨料级配、界面厚度以及孔隙等因素对混凝土弹性模量的影响规律。结果表明:在混凝土的各细观组成成分中,砂浆弹性模量对混凝土弹性模量的影响最大;连续级配的混凝土弹性模量在相同条件下大于间断级配的混凝土;孔隙的存在以及界面层厚度的增大均会使混凝土的弹性模量减小。研究结果为混凝土配合比的设计及力学性能的优化提供参考。

为确定混凝土的弹性模量,基于细观层次假定混凝土是由骨料、砂浆和两者之间的粘结界面组成的三相复合材料,借助蒙特卡罗方法和瓦拉文公式,在二维平面上建立了随机骨料模型。通过有限元法预测混凝土的弹性模量,并将数值计算结果与试验结果进行比较,验证了该细观有限元模型的有效性。在此基础上研究了混凝土各细观组成成分的弹性模量、骨料体积率、骨料最大粒径、骨料级配、界面厚度以及孔隙等因素对混凝土弹性模量的影响规律。结果表明：在混凝土的各细观组成成分中,砂浆弹性模量对混凝土弹性模量的影响最大;连续级配的混凝土弹性模量在相同条件下大于间断级配的混凝土;孔隙的存在以及界面层厚度的增大均会使混凝土的弹性模量减小。研究结果为混凝土配合比的设计及力学性能的优化提供参考。

采用155株建模样本,利用现代建模理论和方法,以山本式固定参数模型和可变参数模型建立了广东省杉木树种的二元立木材积模型。模型自检及64株检验样木验证表明,固定参数模型和可变参数模型精度均符合建模要求,能满足生产需要,但后者具有更优的适用性能。

0 0ea ap 弹性模量，英文名称：modulusofelasticity；弹性材料的一种最重要、最具 特征的力学性质，用e表示，定义为理想材料有小形变时应力（如拉伸、压缩、 弯曲、扭曲、剪切等）与相应的应变之比。e以单位面积上承受的力表示，单位 为n/m2。模量的性质依赖于形变的性质。剪切形变时的模量称为剪切模量，用 g表示；压缩形变时的模量称为压缩模量，用k表示。模量的倒数称为柔量， 用j表示。 弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标，其值越大，使材料 发生一定弹性变形的应力也越大，即材料刚度越大，亦即在一定应力作用下，发 生弹性变形越小。它是反映材料抵抗弹性变形能力的指标，相当于普通弹簧中的 刚度。 弹性模量主要决定于材料本身的化学成分，合金化、热处理、冷热加工对它 的影响很小。各种钢的弹性模量差别很小，在室温下，刚的弹性模量大都在

测试了4批竹加工碎料模压代木板材的相关性能参数,并讨论弹性模量与各参数间的关系,最后设计了两种试验方案,通过试验数据讨论了试样预处理对弹性模量的影响。

通过测定杉木木材薄片小试样的顺纹抗拉弹性模量和气干密度,计算管胞的纵向弹性模量,进而研究杉木管胞纵向弹性模量的株内变异规律及其与微纤丝角之间的关系。结果表明:杉木管胞的纵向弹性模量沿径向变异较大,靠近髓心处管胞的弹性模量较小;管胞的纵向弹性模量沿树干高度方向变化不大。杉木管胞的平均纵向弹性模量为44.06gpa;随着微纤角的增大,管胞的纵向弹性模量显著降低;当微纤丝角大于24°后,管胞的纵向弹性模量降低的幅度明显减缓。

润湿性是木质材料的一个重要界面特性,直接影响其胶合性能。为了优化集成材胶合工艺,以小径级杉木为研究对象,通过测量脲醛胶与聚氨酯胶在杉木试样表面的接触角,对杉木径切面、弦切面、心边材及不同粗糙度表面的润湿性进行了测评。结果表明:杉木径切面的润湿性优于弦切面,边材润湿性优于心材,并且表面润湿性随粗糙度的增加而提高。建议杉木集成材胶合时,尽量选择径切面作为胶合面,并适当增加胶合面的表面粗糙度。

本文主要以杨木和杉木木材作为研究对象,来对其表面自由能以及表面极性等木材表面性质进行分析,探讨在不同的温度处理条件下,杨木和杉木木材表面的变化机理。在对研究结果进行合理把握的基础上,对木材表面性质变化的原因进行分析,进一步明确木材表面自由能与其化学官能团变化之间的相关性,仅供相关人员参考。

本文从杉木木材的解剖性质、物理力学性质、化学性质等方面出发,概述了杉木木材的常规与高温干燥、过热蒸汽干燥、微波与高频干燥及杉木木材改性处理后的干燥等改性技术研究进展,并对杉木木材动态粘弹性研究进行总结,最后提出了杉木木材干燥技术亟待解决的问题。

对在n2介质中160-220℃热处理4h的人工林杉木木材与对照材分别人工加速老化250、500和1000h,研究老化前后木材的表面颜色、光泽度、弹性模量(moe)和抗弯强度(mor)的变化。结果表明,对照材老化后,色差(△e*)增大,其它性能降低,且随着老化时间的延长变化幅度增大;热处理材老化后除表面光泽度增大外,其余性能的变化与对照材类似,但变化趋势与幅度随热处理温度与老化时间而异。在相同的老化时间内,热处理温度升高,各性能的变化减小,影响最大的是力学性能,最小的是明度指数(l*)与△e*,光泽度居中;相同温度处理的试材,各性能随老化时间的变化不一,但随着热处理温度的升高,老化时间对试材性能变化的影响减小。总体而言,高温热处理材在老化过程中,其表面颜色、光泽度以及力学性能的变化低于对照材。