常规干燥过程中白桦树盘干燥应力应变的研究
发布时间：2024-09-17 13:51
随着现代生态文明建设的发展、人们对绿色生活理念的追求以及人民生活水平的提高,木材需求量逐年增大与木质资源日益紧缺间的矛盾不断加剧。若将弯曲木、小径木等劣质木材资源,沿垂直纤维方向锯解成适宜厚度的树盘,干燥后可加工成菜板、钟表盘、立茬地板及其他工艺品等,不仅能增大附加值,而且利用率高,对缓解上述矛盾具有重要意义。上述产品成品率提高的关键,是其高品质干燥。但由于木材干缩异向性的存在,即使干燥过程中无含水率梯度,纤维饱和点之下也必然会产生应力,使木材在干燥中及干燥后极易产生开裂,严重影响其应用和价值。木材干燥应力、应变是干燥开裂产生的主要原因,不考虑生长应力的影响,其主要由木材含水率分布不均以及干缩异向性致使其产生非同步干缩而引起。因此,有必要对干燥过程中木材的应力、应变进行分析研究,探寻合适的手段缓解干燥应力,降低干燥缺陷产生的几率。基于以上原因,本研究主要探讨了树盘常规干燥过程中含水率的在线检测方法及用于干燥应变检测的图像解析测算法;对干缩异向性单独作用及其与含水率梯度共同作用下树盘的实际干缩应变、弹性应变、黏弹性蠕变应变以及机械吸附蠕变进行了测定;根据不同干燥条件及不同含水率下各应变的特...
【文章页数】：117 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景与选题意义
1.2 木材干燥应力、应变的组成及检测方法
1.2.1 干燥应变组成概述
1.2.2 干燥应力、应变的检测方法
1.3 树盘干燥研究现状
1.4 木材汽蒸处理研究现状
1.5 人工神经网络应用于木材科学领域的研究现状
1.6 主要研究内容和技术路线
1.6.1 本文主要研究内容
1.6.2 本文结构框架
1.7 本文工作的主要创新点
2 干燥过程中树盘含水率的在线检测及各应变的检测方法
2.1 引言
2.2 干燥过程中树盘含水率的在线检测
2.2.1 实验材料
2.2.2 实验方法
2.2.3 电阻应变式称重装置测值校正
2.2.4 干燥过程中树盘含水率的即时精确值测算
2.2.5 探针深度对含水率仪检测精度的影响
2.2.6 探针间距对含水率仪检测精度的影响
2.2.7 探针位置不同对含水率仪检测精度的影响
2.2.8 温度补偿对含水率仪检测精度的影响
2.3 树盘干燥过程中各应变的图像解析测算法
2.3.1 图像解析测算法之图像采集
2.3.2 图像解析法测试法之应变切片点距测量
2.3.3 图像解析测算法之各应变测算
2.4 本章小结
3 干缩异向性单独作用下树盘弦、径向流变特性研究
3.1 引言
3.2 材料和方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 干燥过程中含水率分布历史曲线
3.3.2 弦、径向干缩率差异分析
3.3.3 弦向实际干缩应变沿髓心至树皮方向分布
3.3.4 弦、径向实际干缩应变对比分析
3.3.5 弦向弹性应变沿髓心至树皮方向分布
3.3.6 弦、径向弹性应变对比分析
3.3.7 黏弹性蠕变应变沿髓心至树皮方向分布
3.3.8 弦、径向黏弹性蠕变应变对比分析
3.3.9 机械吸附蠕变沿髓心至树皮方向分布
3.3.10 弦、径向机械吸附蠕变对比分析
3.4 本章小结
4 干缩异向性和含水率梯度共同作用下树盘弦向流变特性研究
4.1 引言
4.2 材料和方法
4.3 结果与讨论
4.3.1 两种干燥基准下含水率沿髓心至树皮方向分布
4.3.2 两种干燥基准下实际干缩应变对比分析
4.3.3 两种干燥基准下弹性应变对比分析
4.3.4 两种干燥基准下黏弹性蠕变应变对比分析
4.3.5 两种干燥基准下机械吸附蠕变对比分析
4.3.6 两种干燥基准下干燥开裂情况分析
4.4 本章小结
5 基于干燥应力实验分析的树盘干燥开裂抑制机理探讨
5.1 引言
5.2 树盘干燥过程中应力分析及转向机理解释
5.2.1 干缩异向性单独作用下
5.2.2 干缩异向性与心材高、边材低的含水率梯度共同作用下
5.2.3 干缩异向性与心材低、边材高的含水率梯度共同作用下
5.3 树盘干燥过程中开裂抑制机理探讨
5.4 本章小结
6 饱和湿空气及蒸汽预处理对树盘干燥速率、特性及品质的作用研究
6.1 引言
6.2 材料和方法
6.2.1 试材准备
6.2.2 预处理及干燥实验
6.2.3 各项参数的测定
6.3 结果与讨论
6.3.1 饱和湿空气及蒸汽预处理对初含水率的影响
6.3.2 饱和湿空气及蒸汽预处理对含水率分布的影响
6.3.3 饱和湿空气及蒸汽预处理对干燥速率的影响
6.3.4 饱和湿空气及蒸汽预处理对干缩系数的影响
6.3.5 饱和湿空气及蒸汽预处理对实际干缩应变的影响
6.3.6 饱和湿空气及蒸汽预处理对弹性应变的影响
6.3.7 饱和湿空气及蒸汽预处理对黏弹性蠕变应变的影响
6.3.8 饱和湿空气及蒸汽预处理对机械吸附蠕变的影响
6.3.9 饱和湿空气及蒸汽预处理对干燥开裂的影响
6.4 本章小结
7 人工神经网络模型用于干燥应变的模拟研究
7.1 引言
7.2 材料和方法
7.2.1 弹性应变、机械吸附蠕变的检测
7.2.2 人工神经网络模型分析
7.3 结果与讨论
7.3.1 人工神经网络模型对弹性应变的预测
7.3.2 人工神经网络模型对机械吸附蠕变的预测
7.4 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
东北林业大学博士学位论文修改情况确认表
本文编号：4005540
【文章页数】：117 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景与选题意义
1.2 木材干燥应力、应变的组成及检测方法
1.2.1 干燥应变组成概述
1.2.2 干燥应力、应变的检测方法
1.3 树盘干燥研究现状
1.4 木材汽蒸处理研究现状
1.5 人工神经网络应用于木材科学领域的研究现状
1.6 主要研究内容和技术路线
1.6.1 本文主要研究内容
1.6.2 本文结构框架
1.7 本文工作的主要创新点
2 干燥过程中树盘含水率的在线检测及各应变的检测方法
2.1 引言
2.2 干燥过程中树盘含水率的在线检测
2.2.1 实验材料
2.2.2 实验方法
2.2.3 电阻应变式称重装置测值校正
2.2.4 干燥过程中树盘含水率的即时精确值测算
2.2.5 探针深度对含水率仪检测精度的影响
2.2.6 探针间距对含水率仪检测精度的影响
2.2.7 探针位置不同对含水率仪检测精度的影响
2.2.8 温度补偿对含水率仪检测精度的影响
2.3 树盘干燥过程中各应变的图像解析测算法
2.3.1 图像解析测算法之图像采集
2.3.2 图像解析法测试法之应变切片点距测量
2.3.3 图像解析测算法之各应变测算
2.4 本章小结
3 干缩异向性单独作用下树盘弦、径向流变特性研究
3.1 引言
3.2 材料和方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 干燥过程中含水率分布历史曲线
3.3.2 弦、径向干缩率差异分析
3.3.3 弦向实际干缩应变沿髓心至树皮方向分布
3.3.4 弦、径向实际干缩应变对比分析
3.3.5 弦向弹性应变沿髓心至树皮方向分布
3.3.6 弦、径向弹性应变对比分析
3.3.7 黏弹性蠕变应变沿髓心至树皮方向分布
3.3.8 弦、径向黏弹性蠕变应变对比分析
3.3.9 机械吸附蠕变沿髓心至树皮方向分布
3.3.10 弦、径向机械吸附蠕变对比分析
3.4 本章小结
4 干缩异向性和含水率梯度共同作用下树盘弦向流变特性研究
4.1 引言
4.2 材料和方法
4.3 结果与讨论
4.3.1 两种干燥基准下含水率沿髓心至树皮方向分布
4.3.2 两种干燥基准下实际干缩应变对比分析
4.3.3 两种干燥基准下弹性应变对比分析
4.3.4 两种干燥基准下黏弹性蠕变应变对比分析
4.3.5 两种干燥基准下机械吸附蠕变对比分析
4.3.6 两种干燥基准下干燥开裂情况分析
4.4 本章小结
5 基于干燥应力实验分析的树盘干燥开裂抑制机理探讨
5.1 引言
5.2 树盘干燥过程中应力分析及转向机理解释
5.2.1 干缩异向性单独作用下
5.2.2 干缩异向性与心材高、边材低的含水率梯度共同作用下
5.2.3 干缩异向性与心材低、边材高的含水率梯度共同作用下
5.3 树盘干燥过程中开裂抑制机理探讨
5.4 本章小结
6 饱和湿空气及蒸汽预处理对树盘干燥速率、特性及品质的作用研究
6.1 引言
6.2 材料和方法
6.2.1 试材准备
6.2.2 预处理及干燥实验
6.2.3 各项参数的测定
6.3 结果与讨论
6.3.1 饱和湿空气及蒸汽预处理对初含水率的影响
6.3.2 饱和湿空气及蒸汽预处理对含水率分布的影响
6.3.3 饱和湿空气及蒸汽预处理对干燥速率的影响
6.3.4 饱和湿空气及蒸汽预处理对干缩系数的影响
6.3.5 饱和湿空气及蒸汽预处理对实际干缩应变的影响
6.3.6 饱和湿空气及蒸汽预处理对弹性应变的影响
6.3.7 饱和湿空气及蒸汽预处理对黏弹性蠕变应变的影响
6.3.8 饱和湿空气及蒸汽预处理对机械吸附蠕变的影响
6.3.9 饱和湿空气及蒸汽预处理对干燥开裂的影响
6.4 本章小结
7 人工神经网络模型用于干燥应变的模拟研究
7.1 引言
7.2 材料和方法
7.2.1 弹性应变、机械吸附蠕变的检测
7.2.2 人工神经网络模型分析
7.3 结果与讨论
7.3.1 人工神经网络模型对弹性应变的预测
7.3.2 人工神经网络模型对机械吸附蠕变的预测
7.4 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
东北林业大学博士学位论文修改情况确认表
本文编号：4005540
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