林业工程学报 /oa 木材热处理研究及产业化进展 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201904001 热处理是在160 ℃以上低氧环境下进行的木材改性技术,可以改善木材的尺寸稳定性、生物耐久性和机械振动性能,同时能调节木材的材色,并且具有良好的环境友好性。但是高温处理也降低了木材的力学性能,对抗弯强度和冲击韧性的影响尤为显著。半纤维素在高温下的热解是热处理材改性的主要原因,它减少了木材中亲水基团和营养物质的数量,降低了木材的韧性,同时也影响了木材的明度指标。纤维素和木素在热处理过程中的变化相对较小,纤维素的结晶度有所上升,进一步降低了木材的亲水性,并提高了木材刚度; 木素的结构在处理过程中发生了重组,形成了更加稳固的网状结构,对细胞壁的膨胀具有抑制作用,同时也是木材材色变化的主要原因。热处理过程中产生的抽提物主要是半纤维素的降解产物,它们对木材的吸湿性和声学特性都有影响。热处理对木材性能的调节受诸多工艺参数影响,温度是对木材改性深度影响最大的因子,处理环境的压力和在最高处理温度下的处理时间也对改性效果产生影响。木材热处理目前已获得较为广泛的产业化应用,这一方面是得益于系统性的基础研究,另一方面是因为它具有环保、低成本、操作简便等优点。木材热处理目前已逐渐形成了一个较为完整的技术和理论体系,但在平衡性能提升与强度损失、保持材色稳定性等方面的研究仍具有持续深入和拓展的空间。 2019年07月09 00:00 2019年04期 1 11 1973923 顾炼百<sup>1</sup>,丁涛<sup>1*</sup>,江宁<sup>2</sup> 表面活性剂促进纤维原料酶解转化过程研究进展 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201904002 尽管目前纤维原料酶解转化乙醇研究已取得较大进展,但是仍需利用各种技术降低转化成本以实现其商业化生产。如:采用有效的预处理方法以改变纤维原料高度复杂的内部结构; 降低生物转化过程中所需化学品的用量和能耗; 实现在低酶用量下纤维原料向目标产物的高效转化等。笔者从添加表面活性剂的角度讨论了对纤维原料酶解转化的影响。在纤维酶解转化过程中添加表面活性剂能够降低木质素对酶解的抑制作用,增强纤维素的可及度,改善底物的润湿性和降低反应体系界面张力,从而提高酶解效率、降低纤维素酶用量,实现纤维原料向目标产物的高效转化。综述了合成表面活性剂、天然表面活性剂和生物表面活性剂等种类及其性质,以及不同类型表面活性剂在纤维原料酶解转化中的应用,并从对纤维原料底物性质、纤维素酶及酶解体系的影响等方面,总结比较了表面活性剂在纤维酶解转化过程中的促进作用及机理。充分利用富含天然皂苷的农林废弃物或木质素磺酸盐等工业废弃物辅助纤维原料酶解转化,具有重要的环保意义和经济效益。 2019年07月09 00:00 2019年04期 12 21 1715460 蒋建新,郑天然<sup>△</sup>,冯月,薛雯雯,邢杨 木基缠绕管用复合板带偏轴拉伸力学性能研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201904003 为了研究木基缠绕管用复合板带的偏轴力学性能,按照与复合板带较厚层的顺纹方向成0°,15°,30°,45°,60°,75°和90°制备试样进行拉伸试验,根据是否添加纤维布得到了2种复合板带各7种破坏形式、应力-应变曲线、泊松比、弹性模量和拉伸强度。通过数值拟合、Transformation law公式、Hankinsion公式、最大应力强度准则以及蔡-希尔强度准则对板带力学性能进行分析预测。结果表明:复合板带的破坏形式主要为单板顺纹方向的纤维拉断和横纹方向的剪切破坏,纤维布的加入加剧了剪切破坏; 在偏轴应力下,0°到90°复合板带试样的承载力、弹性模量和拉伸强度随偏轴角的增大呈先降低再增大的变化规律,且在47°下取得最低值; 泊松比随偏轴角的增大呈先增大后降低的变化规律。未加纤维布复合板带的弹性模量可以通过Transformation law公式准确预测; 泊松比可以通过数值拟合的二次函数准确预测; 拉伸强度可以通过蔡-希尔强度准则预测。而纤维布加入到复合板带中,会使其受偏轴拉伸载荷时的应力-应变更加复杂,力学性能的试验值与预测结果误差较大。 2019年07月09 00:00 2019年04期 22 28 1774220 候兴爱,孙丰文<sup>*</sup>,钱曹厉 木质粉尘燃爆的热力学自洽动力学模型 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201904004 基于热力学定律以及燃烧化学反应动力学,考虑反应生成物所带来的热力学效应和木质粉尘的吸热效应,构建了木质粉尘燃爆的热力学自洽动力学理论模型。利用该模型对不同粒径和不同浓度的木质粉尘燃爆试验数据进行了模拟仿真,并与已有理论模型进行了对比。结果表明,在20 L爆炸球内反应生成物以及木质粉尘的吸热均随温度的升高迅速增加,最大爆炸压力值随之降低; 采用本理论模型计算得到的最大爆炸压力与试验测量数据高度吻合,成功解决了已有模型存在的问题。此外,利用本理论模型计算了20 L爆炸球内气体的分子间距。在整个爆炸过程中,气体分子间距与分子直径的比值处于10.6~11.2区间内,即分子间距一直保持在分子直径的10倍以上,满足理想气体模型对气体分子间距的要求,充分证实了本研究所构建理论模型的热力学自洽性。本研究结果对除尘器、加料仓及传输管道泄爆面积的计算,以及相应隔爆装置的选择,对加工设备表面及管道内壁的热传感器和火花探测器的选择均有重要意义,对纤维板生产线中粉尘易爆设备的防爆和减灾技术研发具有理论指导价值。 2019年07月09 00:00 2019年04期 29 34 1643538 胡涛平<sup>1</sup>,喻孜<sup>1*</sup>,郭露<sup>2</sup>,徐长妍<sup>2</sup> 杉木胶合木湿应力研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201904005 为揭示环境湿度变化引起的木材含水率非均匀性分布对胶合木构件内部湿应力的影响规律,从材料层面测试了变湿度条件下290个国产杉木木材的平衡含水率,以及横纹径向和横纹弦向干缩性、湿胀性、水分扩散系数、抗拉强度和弹性模量等物理力学性能参数,并从理论层面利用有限元模拟分析周期性变湿度条件下层板厚度对杉木胶合木湿应力的影响。研究结果表明:利用Nelson方程能够较好地拟合变湿度中杉木的平衡含水率; 杉木横纹径向干缩和湿胀性均小于横纹弦向,横纹径向水分扩散系数、抗拉强度和弹性模量均高于横纹弦向,这决定于横纹径向排列的木射线以及管胞径面壁上大量纹孔导致的实质物质减少的微观构造; 减小层板厚度有助于降低胶合木湿应力,当层板厚度由40 mm降至20 mm时,构件内部最大湿应力降低19.32%,但其最大值仍高于木材横纹抗拉强度,湿应力的降低程度不足以避免构件的横纹开裂; 木结构工程设计和应用中必须考虑其他有效的方法减小湿应力以避免木材横纹开裂。 2019年07月09 00:00 2019年04期 35 40 2373531 岳孔<sup>1</sup>,宋旭磊<sup>1</sup>,程秀才<sup>2</sup>,赖延军<sup>1</sup>,贾翀<sup>3</sup>,陆伟东<sup>1</sup>,刘伟庆<sup>1</sup> 竹筒锥模受压开纤工艺研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201904006 以软化后的竹筒作为开纤对象,以竹原纤维得率、细度及纤维长度作为开纤效果的评价指标,研究了开纤速率和模具锥角对该方法开纤效果的影响规律。开纤试验表明:随着开纤速率的减小,竹原纤维得率逐渐提高,且在开纤速率为1 mm/min时趋于稳定,竹原纤维细度逐渐减小,纤维长度呈先增大后减小的变化趋势。当开纤速率为1 mm/min时,竹原纤维得率、细度、长度分别为30.49%,190.9 dtex和83.66 mm,且纤维细度和长度均匀性均较好。当模具锥角小于160°时,竹原纤维得率随着模具锥角增大而提高,在模具锥角为160°时,竹原纤维得率最高为30.63%; 当模具锥角超过160°时,开纤得率逐渐下降。随着模具锥角的增大,竹原纤维细度逐渐减小,纤维长度呈先增大后减小的变化趋势。当模具锥角为160°时,竹原纤维细度和长度分别为190.3 dtex和84.68 mm,且纤维细度及长度均匀性均较好。试验确定了竹筒锥模受压开纤方法最佳的工艺参数:开纤速率为1 mm/min,模具锥角为160°。在此工艺条件下,从竹筒试样提取的竹原纤维平均细度为190 dtex,平均长度为84 mm,竹原纤维得率达30.5%,且竹原纤维细度及长度范围分布也较为均匀。竹筒锥模受压开纤工艺的研究为竹材实现整竹开纤的研究奠定了基础,有望进一步提高竹材的利用率,实现竹原纤维的高效率生产,对竹材资源可持续利用和绿色生态纤维、低碳经济的发展都具有重要的现实意义。 2019年07月09 00:00 2019年04期 41 46 1729866 姚瑶<sup>1</sup>,姚文斌<sup>2*</sup>,俞伟鹏<sup>2</sup>,张蔚<sup>2</sup>,林茂阳<sup>1</sup>,张逸挺<sup>1</sup> 中山杉旋切单板质量评价 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201904007 中山杉是江苏省中国科学院植物研究所经人工杂交培育出来的优良树种,在使用过程中易干裂、翘曲变形。本研究对中山杉旋切单板的质量进行评价,为中山杉单板类人造板材的开发利用提供依据。测试了单板的厚度偏差、背面裂隙,并用高分辨率三维扫描技术测定了单板的变形程度,研究结果表明:中山杉原木边材部分旋切单板厚度公差为-0.12~+0.15,单板背面裂隙率为49.22%,单板变形程度平均21.18%; 心边材转化部分旋切单板厚度公差为-0.17~+0.17,单板背面裂隙率为53.69%,单板变形程度平均28.20%; 心材近髓心部分旋切单板厚度公差为-0.38~+0.76,单板背面裂隙率为55.85%,单板变形程度平均40.88%; 单板厚度公差、单板背面裂隙率及单板变形程度从小到大依次为边材部分单板、心边材转化部分单板、心材近髓心部分单板。采用无卡轴旋切机旋切出的中山杉单板,其边材至心边材转化部分的旋切单板厚度公差达到LY/T 1599—2011《旋切单板》的要求; 单板背面裂隙率小于人工林杨木单板,满足工业生产需求; 中山杉单板变形程度大于人工林杨木单板; 高分辨率三维扫描技术评价单板变形程度的方法是可行的。 2019年07月09 00:00 2019年04期 47 52 1752270 朱越骅<sup>1</sup>,潘彪<sup>1Symbolj@@</sup>,於朝广<sup>2</sup>,殷云龙<sup>2</sup>,张耀丽<sup>1</sup> 毛竹竹秆及圆竹尺寸分级初探 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201904008 竹子是壁薄中空的圆锥体,个体间尺寸差异较大,不同尺寸、不同材性的竹子混用会降低竹材利用率,为了使材料各尽其用,对于竹秆尺寸和圆竹分级的研究是必要的。笔者调查了浙江新昌毛竹竹秆的秆形参数和圆竹的尺寸参数,包括竹秆的胸径、枝下径、枝下高、全竹高、圆竹的壁厚、围径等,并计算尖削度。结果发现:竹秆的胸径与枝下高、全高、枝下径等具有较好相关性,并以胸径为竹秆的分级指标,以0.5 cm为分级模数,将竹秆分为9级,其中胸径9.5~11.5 cm为主径级区。对圆竹的尺寸进行统计得到,以1 m为截断长度时,以壁厚为分级指标,第Ⅰ段圆竹的壁厚较多为11 mm,第Ⅱ和第Ⅲ段以9 mm居多,第Ⅳ段以8 mm为主,第Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ段之间没有较大差别,集中在7 mm左右。不同分段之间的壁厚差异显著,不同壁厚等级的围径范围有所交叉。在后续使用中,可根据用途不同再增加合适的分级指标。 2019年07月09 00:00 2019年04期 53 58 1374751 杨晓梦<sup>1</sup>,柴源<sup>1,2</sup>,刘焕荣<sup>1</sup>,孙正军<sup>1</sup>,江泽慧<sup>1*</sup> 乙醇预处理对芦竹细胞壁的影响及荧光可视化分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201904009 为探究NaOH-乙醇预处理过程中NaOH浓度变化对芦竹纤维表面结构、细胞壁区域化学成分以及酶解效果的影响,采用NaOH质量浓度分别为2.5,5.0,10.0 g/L的NaOH-乙醇溶液和10.0 g/L的NaOH水溶液于90 ℃水浴条件下,分别对芦竹粉末和切片预处理2 h。结果表明:当碱质量浓度为10.0 g/L时,NaOH-乙醇预处理后木质素和木聚糖脱除率达到最大值,分别为47.11%和35.12%,芦竹酶解葡萄糖得率和木糖得率达到49.41%和77.61%,分别是未处理样品的6.2倍和7.4倍。场发射扫描电镜观察显示,NaOH-乙醇预处理后,芦竹纤维细胞壁表面微纤丝暴露。预处理过程的荧光显微镜跟踪观察表明,木质素的脱除均由薄壁细胞开始,逐渐向与之靠近的厚壁纤维过渡,最后到维管束内部的厚壁纤维,细胞角隅的木质素相对较难脱除,预处理后仍显示较明显的木质素信号; NaOH-乙醇溶液预处理后的切片整体木质素自发荧光现象减弱,细胞壁中木质素相对浓度下降,对酶解葡萄糖和木糖得率的提高都起到促进作用。 2019年07月09 00:00 2019年04期 59 65 2174589 陈冰炜<sup>1</sup>,阚玉娜<sup>1</sup>,袁诚<sup>1</sup>,王新洲<sup>1</sup>,黄曹兴<sup>2</sup>,梅长彤<sup>1</sup>,翟胜丞<sup>1*</sup> 含钙微胶囊粉末光皮树油的制备及其性能 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201904010 光皮树是一种高产的木本油料树种,其树油的不饱和脂肪酸含量高,具有很高的应用价值。利用微胶囊技术制备微胶囊粉末光皮树油,研究了不同质量配比的硬脂酰乳酸钙和甜菜碱复配乳化剂对光皮树油微胶囊化效率和载油量的影响,确定了喷雾干燥技术制备微胶囊粉末光皮树油产品的工艺条件。结果表明:当硬脂酰乳酸钙/甜菜碱质量比为2/3时复配乳化剂乳化光皮树油形成的乳液不分层,具有较好的乳化稳定性,粒径大小为16.37 μm,且喷雾干燥制备的微胶囊粉末光皮树油产品颗粒均匀、细腻、干燥。经扫描电镜观察,以该乳化剂质量比例制备的微胶囊粉末光皮树油颗粒外形较圆整, 大小分布较均匀, 表面光滑,含水量为4.28%,对光皮树油具有较好的包埋效果,其包埋率及载油量分别为91.2%和28.0%,硬脂酰乳酸钙/甜菜碱(质量比为2/3)这一复配组合的乳化剂是制备高包埋率及高载油量微胶囊粉末光皮树油的理想乳化剂。制备的微胶囊可同时补能和补钙,对于提高微胶囊油脂粉品质具有极为重要的意义。 2019年07月09 00:00 2019年04期 66 70 1609162 许利娜<sup>1,2</sup>,黄立新<sup>1,2</sup>,夏建陵<sup>1,2</sup>,杨小华<sup>1,2</sup>,丁海阳<sup>1</sup>,李梅<sup>1</sup>,李守海<sup>1</sup> 老龙皮多糖的分离纯化及体外活性研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201904011 地衣植物老龙皮富含多糖和三萜皂苷类化合物,是一种资源丰富的具有抗炎、抗氧化等活性的中草药。以老龙皮为原料,通过甲醇抽提脱脂、水浸提、三氯乙酸(TCA)法脱蛋白等方式粗提,然后分别采用梯度浓度乙醇分级沉淀法和DEAE-52纤维素柱层析的方法对老龙皮多粗多糖进行分级纯化。梯度浓度乙醇(乙醇质量浓度分别为15%,30%,50%和70%)分级沉淀得到4种多糖组分,以DEAE-52纤维素柱层析法洗脱得到5种老龙皮多糖组分。采用高效阴离子色谱(HPAEC)与红外光谱法(FT-IR)分析了老龙皮多糖组分的单糖组成和结构。研究结果表明,老龙皮多糖的单糖组成主要有阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、甘露糖和木糖。其中,甘露糖含量最高,其次是半乳糖和葡萄糖。老龙皮多糖的红外光谱特征峰为3 417,2 911,1 659,1 400,1 026和831 cm<sup>-1</sup>。利用乙醇分级沉淀和DEAE-52纤维素柱层析洗脱所得的9种老龙皮多糖组分进行体外抗氧化活性研究,结果显示老龙皮多糖具有较强的清除DPPH自由基能力和总还原力。其中:50%质量浓度乙醇沉淀的老龙皮多糖组分的清除能力最强,清除率达80.10%; 15%质量浓度乙醇沉淀的老龙皮多糖组分的还原能力最强,其吸光值最高为0.74。 2019年07月09 00:00 2019年04期 71 77 1493593 汪小君,岳盼盼,杨子颖,熊金衫,孙玲玲,彭锋<sup>*</sup> 木质素降解产物对纤维素酶和木聚糖酶水解的抑制 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201904012 在稀酸等化学预处理过程中,木质素会降解生成酚类等产物进入后续糖化阶段,研究表明这些木质素降解产物会抑制木质纤维降解酶的水解效率,然而其抑制机制尚不清楚。笔者选择了3种典型的木质素降解产物:香草醛、4-羟基苯甲醛和丁香醛,考察了它们对商品纤维素酶和木聚糖酶,以及单一关键纤维素酶组分和β-木糖苷酶水解的影响,并探讨其抑制规律。实验结果表明,这3种木质素降解产物对纤维素酶和木聚糖酶的水解均有抑制,其抑制能力随降解产物浓度的增加而增强。当3种木质素降解产物的质量浓度为10 mg/mL时,纤维素酶水解微晶纤维素48 h的葡萄糖得率由71.17%分别减少到33.80%、29.52%和32.03%,说明这3种木质素降解产物对纤维素酶的抑制作用差异不明显。3种木质素降解产物对β-葡萄糖苷酶水解纤维二糖的效率没有影响,但是会强烈抑制外切葡聚糖酶CBH I的酶活。当木质素降解产物的质量浓度为2 mg/mL时,与未添加木质素降解产物的酶活相比,CBH I酶活分别降低至79.64%、86.76%和71.89%,抑制强弱顺序为:丁香醛&gt;香草醛&gt;4-羟基苯甲醛。此外,3种木质素降解产物对木聚糖酶和β-木糖苷酶的抑制强弱顺序均为:4-羟基苯甲醛&gt;香草醛&gt;丁香醛,当3种木质素降解产物的质量浓度为10 mg/mL时,木聚糖酶水解木聚糖48 h的木糖得率由57.28%分别减少到12.26%、20.16%和30.43%。抑制动力学试验表明,4-羟基苯甲醛对CBH I的抑制属于竞争性抑制,对β-木糖苷酶的抑制属于非竞争性抑制。 2019年07月09 00:00 2019年04期 78 84 1476254 王锐,辛东林,张军华<sup>*</sup> 磁性木质素制备及其对染料的吸附性能 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201904013 纳米材料粒径小、比表面积大、表面能高,具有良好的吸附特性。以磁性纳米颗粒合成的材料作为吸附材料时,不仅表现出高吸附容量,且易于回收和循环使用。本研究以沉淀法合成的超顺磁性Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>纳米颗粒为负载物质,以黑液木质素为载体,采用原位吸附法和氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)交联法分别制备磁性木质素Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>@木质素和Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>@APTES@木质素。采用红外线光谱仪、X射线衍射仪、透射电子显微镜、扫描电镜和振动样品磁强计对磁性木质素进行分析表征,并考察这些磁性木质素对染料(亚甲基蓝、刚果红和甲基橙)的吸附性能。结果显示:通过原位吸附法和交联法均能使木质素负载在Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>外层,形成的Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>@木质素和Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>@APTES@木质素具有核壳结构,饱和磁强度分别为51和22 emu/g,负载前后Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>的晶型结构和木质素的分子结构均不受影响。与黑液木质素、Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>@木质素相比,利用交联法得到的Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>@APTES@木质素对染料吸附性能最好,在颗粒添加量1.5 g/L,吸附温度298 K,初始染料质量浓度100 mg/L条件下,亚甲基蓝、刚果红和甲基橙的最大吸附量分别达到140.2,181.4和71.2 mg/g,吸附后磁性木质素在外磁场作用下能够从体系中分离出来,回收过程简便。 2019年07月09 00:00 2019年04期 85 92 4914731 薛蓓<sup>1,3</sup>,房伶晏<sup>1,3</sup>,梁辰<sup>2</sup>,李鑫<sup>1,3</sup>,赖晨欢<sup>1,3</sup>,勇强<sup>1,3</sup>,黄曹兴<sup>1,2,3*</sup> 不同型号便携式光谱仪间木质素近红外光谱分析模型传递研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201904014 应用便携式近红外光谱仪快速检测制浆材时,如果能实现同系列不同型号仪器之间分析模型共享,将极大降低仪器建模和维护成本。为实现混合木材木质素含量的近红外分析模型从1台主机向2台不同型号从机的模型传递,收集了5种常见制浆材的82个原木样品,经粉碎预处理后分别在3台便携式光谱仪上采集其近红外光谱信号,采用差谱、光谱的平均差异和光谱间的欧氏距离等方法,定量表征了仪器间的信号差异,分析并讨论了差异产生的原因。利用偏最小二乘回归建立了样品主机近红外光谱与木质素含量的关联模型,再分别采用斜率截距、直接校正和典型相关分析算法进行主机与两台从机间的模型传递,比较了模型传递前后预测精度。结果表明,便携式光谱仪间的差异多为非线性,且不同型号从机光谱仪间差异更为复杂。尽管主机向同型号的从机模型传递效果更优,但经直接校正算法和典型相关分析算法传递后两台不同型号从机预测相关系数均大于0.98、预测相对标准偏差均大于3、预测标准偏差均小于1.1%,可实现木材木质素含量的近红外光谱分析模型在3台便携式光谱仪间的传递。该研究结果对于不同型号便携式光谱仪分析模型共享具有重要意义。 2019年07月09 00:00 2019年04期 93 98 1356271 刘耀瑶<sup>1</sup>,熊智新<sup>1*</sup>,王勇<sup>1</sup>,梁龙<sup>2</sup>,房桂干<sup>2</sup> 基于深度学习特征和非线性支持向量机的板材表面缺陷识别方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201904015 深度学习是一种有效的特征学习方法,具有很强的自主学习能力。研究了基于深度学习特征与非线性支持向量机(NSVM)分类算法相结合的板材表面缺陷识别方法。首先,针对深度学习模型需要海量训练数据的特性,使用旋转剪切的方法对采集到的原始板材表面缺陷图像进行数据扩增; 其次,使用扩增后的板材表面缺陷图像数据集对笔者提出的深度卷积神经网络(CNN)模型进行训练,并使用训练好的网络提取不同种类缺陷图像的深度特征; 然后,为了消除深度特征中的冗余数据,并增强数据的表达能力,运用基于1范数的非贪婪主成分分析(Non-greedy PCA-L1)算法对板材的深层语义特征进行特征降维和特征增强; 最后,运用增强后的深度特征训练NSVM模型,并使用训练好的NSVM模型对原始板材表面缺陷图像的测试集进行分类。实验结果表明,笔者提出的识别方法具有较好的鲁棒性和实用性,可取得目前较好的分类效果,针对结疤、压痕和无损3种板材表面缺陷识别率可达99%以上。 2019年07月09 00:00 2019年04期 99 106 3708644 高琳明,徐风,李享,徐姗姗,窦立君 基于改进深度卷积神经网络的苹果病害识别 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201904016 传统的深度卷积神经网络(DCNNs)使用3个全连接层将经过多次卷积层和池化层后提取到的特征图映射并连接为一个特征向量,然后利用Softmax分类器进行分类。该模型容易出现过拟合问题,而且由于在全连接层中参数太多,导致训练时间增加和泛化能力下降。针对传统的DCNNs模型在图像识别中出现的问题,提出一种改进的DCNNs模型,并应用于苹果叶部病害识别中。相比传统的DCNNs算法,改进的DCNNs利用一个全局平均池化层替代全连接层,并利用改进的Softmax分类器进行病害类别识别。在苹果病害叶片图像数据库上的实验结果表明,该模型能够克服过拟合问题,提高病害的识别率,大幅度降低模型的训练和识别时间。 2019年07月09 00:00 2019年04期 107 112 2547891 张善文,张晴晴,李萍 油茶抚育机爬坡性能试验 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201904017 为了提高油茶林地的耕整管护水平,专门设计研制了一款适合南方丘陵地区使用的油茶抚育机。首先,介绍了油茶抚育机整体结构和相关参数; 构建油茶抚育机爬坡运动学方程,并对爬坡过程的稳定性进行分析; 基于RecurDyn动力学仿真软件搭建油茶抚育机的多体运动学模型,同时基于贝氏理论建立爬坡仿真的坡面,坡面坡度设定为30°; 开展油茶林地软地面工况下的爬坡运动学仿真。结合设计参数及仿真试验结果研制一台油茶抚育机样机,选择油茶抚育机重心高度和行驶速度为试验因素,进行油茶抚育机样机实地爬坡性能正交试验。结果表明:重心高度对油茶抚育机爬坡过程稳定性影响大,行驶速度的影响小。从实地试验数据可知,当油茶抚育机重心位置为420 mm,爬坡速度为1.5 m/s时,油茶抚育机爬坡过程最稳定,其俯仰角的平均值为18.7°。与同一条件下的仿真试验的结果相比,实地试验与仿真试验的吻合程度为93.1%,两者基本吻合,验证了油茶抚育机动力学模型的可行性。试验证明,所设计的油茶抚育机满足爬坡性能要求。 2019年07月09 00:00 2019年04期 113 119 1816650 李艳萍,李立君<sup>*</sup>,欧阳益斌,庞国友 探针插入深度对时域反射法反演白桦树干含水率精度的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201904018 时域反射法(time domain reflectometry,TDR)用于反演活立木含水率时颇具潜力,但是其反演精度依赖于探针插入深度的合理选取。利用白桦圆盘,分别在不同探针插入深度(2,4,6和8 cm)下,采用TDR设备测量试件在不同含水率(绝干至饱湿)时的电磁波传播时间,深入分析了电磁波传播时间与含水率及插入深度之间的关系,构建了不同深度下的含水率校准方程,比较了模型(校准方程)精度,并最终优选了合适的探针插入深度。研究表明:电磁波传播时间对含水率和探针插入深度具有良好的敏感性,随含水率和插入深度的增大而增加; 4,6,8 cm插入深度下,电磁波传播时间对不同试件和含水率均具有稳定一致的变化规律,而2 cm插入深度的数据规律不明显; 分别将4,6,8 cm插入深度下的传播时间和体积含水率数据综合到一起,各自随机选取70%的数据(24组)作为训练样本构建校准方程,其余30%(9组)作为验证样本,结果发现4 cm插入深度时预测值相比验证样本真实值的平均误差和均方根误差均最小,分别为2.97%和3.84%; 最后分别将4,6,8 cm插入深度下的所有数据用于构建校准方程,通过残差图去除异常点后,校准方程的决定系数 R<sup>2</sup>分别为0.96,0.92,0.89。这表明在应用所构建的校准方程测量白桦活立木树干含水率时,最佳的探针插入深度是4 cm,该条件下校准方程的预测精度和拟合精度最好,且与6和8 cm插入深度相比,可有效降低钻孔难度,减小对活立木树干的损伤。 2019年07月09 00:00 2019年04期 120 126 2007882 徐群,徐华东<sup>*</sup>,狄亚楠, 李其哲 穿沙公路沙柳防护带平茬恢复期辅助沙障设置模式优选 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201904019 为防止穿沙公路路侧地表和路面在沙柳防护带平茬恢复期内被风蚀和沙埋,设置纱网沙障予以防护,并探究其发挥阻、输沙能力的最优设置模式。在沙柳防护带迎风侧,设置不同距离和角度的纱网沙障,对各模式下的风速和输沙率进行观测,计算粗糙度并分析。研究结果表明:设置距沙柳防护带不同距离的纱网沙障,风速流场等值线分布不同,其中距离为3倍障高时风速降低和恢复的速率较其他两个距离更快,且风速衰减幅度最大点所对应位置在沙柳防护带范围内; 沙柳防护带内地表粗糙度均大于旷野(7.33倍以上),设置角以45°为最优; 减少输沙率随纱网沙障设置角度的增加而减小,且均大于88.08%,距离为3倍障高时各角度减少输沙率均值为89.14%,对近地表风沙流控制效果最为明显。综合对比分析,纱网沙障最优设置模式为:沙柳防护带迎风侧3倍障高处,与地面夹角45°。 2019年07月09 00:00 2019年04期 127 134 1678733 裴志永<sup>1</sup>,乔敬伟<sup>1</sup>,秦伟<sup>2</sup>,段广东<sup>1</sup>,郝少荣<sup>1</sup>,王国忠<sup>1*</sup> 基于Gompit回归模型的大兴安岭林火预测模型及驱动因子研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201904020 本研究基于2000—2016年林火数据,选取气象、地形、植被、人为活动等因素作为林火预测变量,采用Gompit回归模型对林火发生的主要驱动因子进行分析,并建立大兴安岭地区林火发生预测模型。结果表明:大兴安岭地区林火受气象因素(日累计降水、日平均相对湿度)的影响最大且与林火发生均呈显著负相关; 此外,大兴安岭林火多发生于缓坡、远离居民区、铁路、公路等人为活动较为频繁地区。模型结果表明:Gompit回归模型的预测效果较好(准确率77%),ROC检验结果表明模型的拟合度较高(效果值为0.868); 而独立样本的检验显示,预测准确率为75.3%,模型具有较高的适用性。大兴安岭近17年的火险等级总体呈南高北低、东高西低的地理分布,其中高火险和中火险区主要集中在南部、东南部等地,占整个研究区域的24.2%; 同时南部和东南部存在大面积低估区,表明模型对这些地区的预测能力不高。 2019年07月09 00:00 2019年04期 135 142 3016841 苏漳文<sup>1</sup>,曾爱聪<sup>2</sup>,蔡奇均<sup>2</sup>,胡海清<sup>1*</sup> 胶结液浓度对微生物注浆加固海相粉土的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201904021 利用微生物诱导碳酸钙沉积来胶结加固土体是当前岩土领域的研究热点。根据已有研究,胶结液浓度对微生物注浆效果有显著影响,但目前对粉土的研究较少。以海相粉土为处理对象,通过一组室内试验来分析胶结液浓度对加固效果的影响。采用多轮注浆的方法进行加固,即首轮注入菌液,然后根据需要注入不同轮数和浓度的胶结液。试验结果表明:在仅注入一轮胶结液时,碳酸钙沉积效率随着胶结液浓度的提高而下降,浓度为0.5 mol/L时的沉积效率最高。当注入多轮胶结液时,试样中沉积生成的碳酸钙比较均匀。随着胶结液注入轮数的增加,采用较低浓度胶结液加固的试样具有更高的碳酸钙沉积效率。在使用同等数量胶结液物质的条件下,低浓度处理后试样的无侧限抗压强度更高。因此对于用微生物注浆方法处理海相粉土,当采用多轮注入胶结液进行加固时,应选择合适的胶结液浓度。 2019年07月09 00:00 2019年04期 143 147 1310714 杨宇烨,赵志峰<sup>*</sup> 纳米TiO<sub>2</sub>和ZnO改性水性漆的漆膜性能及其VOCs研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201904022 为了探究不同添加量的纳米TiO<sub>2</sub>和纳米ZnO对丙烯酸水性漆漆膜性能以及挥发性有机化合物(VOCs)成分的影响,向丙烯酸水性漆中分别添加占涂料成膜物质质量0.05%,0.10%,0.30%,0.50%的纳米TiO<sub>2</sub>以及纳米ZnO制备改性水性漆。将制备的改性水性漆均匀涂在基材上,按照相关的国家标准测试改性水性漆的漆膜耐磨性、附着力、硬度,并利用15 L小型环境舱采集改性水性漆释放的挥发性有机化合物,采用气相色谱-质谱联用仪分析VOCs的主要成分、主要危害物质。结果表明:随着纳米氧化物添加量的增大,水性漆漆膜耐磨性逐渐增加。在加入等量纳米氧化物的情况下,纳米ZnO对水性漆耐磨性的增强作用更明显; 纳米TiO<sub>2</sub>和ZnO在一定程度上都能增强水性漆漆膜硬度以及附着力,但是这种增强作用是有限的,当加入量为0.30%时,漆膜硬度和附着力达到最大; 纳米材料主要通过增加挥发性有机化合物(芳香烃类、酯类)的浓度来增加总体VOC的浓度; 丙烯酸水性漆释放的主要危害物质为苯、甲苯,次要危害物质为二甲苯、邻苯二甲酸二丁酯。 2019年07月09 00:00 2019年04期 148 155 1264619 蒋利群<sup>1</sup>,沈隽<sup>1*</sup>,赵政<sup>1</sup>,董华君<sup>1,2</sup>,李永博<sup>1</sup> 地仗层结构对中国古代大漆家具漆皮加固强度的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201904023 漆皮加固是中国古代大漆家具修复的关键,其强度受地仗层结构的影响。结构粗糙的地仗层,漆皮的加固强度较大; 结构较细腻的地仗层,漆皮的加固强度减弱。通过内结合强度测试的方式,对被黏结在料灰地仗与漆灰地仗上的漆皮进行强度测试。漆皮、黏结材料(生漆、骨胶与乳胶)以及木方(附着料灰与漆灰)是本实验所用的材料,通过力学试验机,可得漆皮(分别以生漆、骨胶与乳胶为黏结材料)在料灰地仗与漆灰地仗上的内结合强度; 通过扫描电镜,可对料灰地仗的结构、漆灰地仗的结构以及黏结材料的渗透性进行观察; 通过裸眼观测法,可知黏结材料在料灰地仗与漆灰地仗上的黏结情况。实验结果表明:料灰地仗结构粗糙,漆灰地仗结构较细腻。以生漆、骨胶与乳胶黏结漆皮的内结合强度在料灰地仗层上较在漆灰地仗上强。生漆、骨胶与乳胶在料灰地仗上的渗透性与黏结情况较在漆灰上好。分析可知,地仗层结构对漆皮的加固强度具有影响作用,在结构粗糙的地仗层上,生漆、骨胶与乳胶的渗透性与黏结情况良好,以三者黏结漆皮,其加固强度较大; 在结构较细腻的地仗层上,生漆、骨胶与乳胶的渗透性与黏结情况较差,以三者黏结漆皮,其加固强度减弱。 2019年07月09 00:00 2019年04期 156 161 3031630 张天星<sup>1</sup>,吴智慧<sup>1*</sup>,孙湉<sup>2</sup>,黄琼涛<sup>3</sup> 大规模定制家具ERP系统的构建及其关键技术 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201904024 通过企业资源计划(ERP)系统的基本内涵、运行特点解读,分析了企业通过新的管理方法在数据、企业管理流程和管理方法、目标问题的求解方法及三者间信息共享方面给家具企业带来的变化,结合大规模定制家具信息化建设过程中面临的信息共享、基础资料管理、信息决策的局限性等问题,提出了构建大规模定制家具ERP系统平台的必要性,进而搭建大规模定制家具ERP系统的四大关键技术体系平台和架构模型。该平台包括:基础资料管理技术、信息综合管理技术、信息决策管理技术和信息化集成技术。从数据采集管理、数据属性提炼、数据档案管理、数据处理技术、业务功能模块、计划调度管控、产品质量管控、决策信息反馈、ERP系统与信息化协同系统、外部设备的集成与对接技术等方面进行了详细分析,认为我国大规模定制家具企业实施ERP系统具有一定的可行性。 2019年07月09 00:00 2019年04期 162 168 1597668 熊先青<sup>1,2</sup>,袁莹莹<sup>2</sup>,牛怡婷<sup>2</sup>,张靓婷<sup>2</sup>