林业工程学报 /oa 2020年第6期封面及目次 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202006000 2020年11月01 00:00 2020年06期 0 0 2413854 竹材在土木工程领域的应用 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202006001 我国竹资源丰富,竹子栽培和竹材利用的历史悠久,素有“竹子王国”之誉。竹材在物理特性、景观特性、生态特性、文化特性方面有诸多优点,但是也存在力学性能差异大、易开裂、防火、防腐防虫、耐候性差、连接等问题。循着历史的脉络,结合国内外工程案例,作者系统介绍了原生竹材在岩土工程、道路工程、水利工程、桥梁工程、建筑工程等领域的应用情况。将工程竹材的发展过程划分为技术萌发与产品初创期、技术深入开发与产品丰富期、大面积推广及加工技术成熟期、蓬勃发展期等4个主要阶段,系统介绍了各个阶段工程竹材的发展概况及特点。根据原材料和加工工艺特点,选取竹集成材、竹重组材、竹编胶合材、竹缠绕复合材、竹碎料型材、竹塑复合材、竹木复合材、竹秸秆复合材等8种主要工程生物质复合材料进行了详细介绍,列举了相关工程应用案例,并指出完善竹结构相关标准体系迫在眉睫。在介绍国家相关政策的基础上,对竹材未来的工程应用及发展进行了展望。 2020年11月01 00:00 2020年06期 1 10 4015357 李海涛,宣一伟,许斌,李淑恒 罗望子木葡聚糖结构、凝胶性质及应用研究进展 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202006002 罗望子树经济价值高,果实酸甜可口,种子中木葡聚糖含量高达60%。罗望子木葡聚糖是目前已经可商业化量产的木葡聚糖(XG),具有独特的流变性质和胶凝性能,以及良好的黏膜黏附性能,其较低的成本相比其他多糖更具开发优势。在食品领域,XG是优质的膳食纤维和食品添加剂。通过酶法部分去除侧链的XG能形成特殊的温敏型凝胶,在医药材料领域具有巨大的发展潜力。XG具有非致癌性、生物相容性、高持药能力、高热稳定性及抗炎特性等特点,在黏膜保护、药物缓释以及伤口敷料等领域具有良好的应用价值,其在医药领域中的应用更是当前XG的研究热点。此外,罗望子木葡聚糖与纤维素具有天然的高亲和力,已广泛应用于纤维素改性中。由于XG结构特殊且复杂,因此有关其高分子精细结构以及结构与性质关系的研究尚不深入。笔者首先详细介绍了罗望子木葡聚糖的结构和性质研究现状及独特的凝胶性能;其次,对罗望子木葡聚糖在食品、医药、纤维素改性等领域的应用研究进展进行了概述;最后分析了罗望子木葡聚糖研究中的不足,并探讨了其进一步的研究与应用发展前景。 2020年11月01 00:00 2020年06期 11 19 1405024 蒋建新,唐蒙△,韩明会 UV喷墨3D打印木材研究现状与发展前景 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202006003 UV喷墨3D打印木材,作为一种新型的板材表面加工技术,是在紫外光条件下利用数码喷墨将UV墨水打印在承印板材表面,墨水瞬间固化形成木纹肌理,优点在于无须制版,固化过程无溶剂挥发,可灵活设定打印数量、样式和效果。笔者从喷墨打印技术发展与应用、喷墨打印技术原理、UV喷墨打印木材技术三方面介绍了打印木材的研究背景,提出在人造板、指接板、低质实木、地板、家具等木制品表面打印3D木纹装饰面的规模化生产中,木纹数字图像、打印工艺方案、产品界面处理是板材表面喷墨打印3D装饰木纹的3个核心问题;从图像、工艺、材料三方面概述了UV喷墨打印3D木纹板材技术的研究现状,分析了木纹图像扫描编辑处理的方式、木纹图像分层及三维映射叠加打印的方法、承印基材与打印油墨的界面结合机理关系;并从设计多样化、产品功能化、生产规模化、数码定制化4个方面提出木纹打印技术研究的趋势与应用方向,进一步阐明UV喷墨打印3D木材技术研究的前景和意义。 2020年11月01 00:00 2020年06期 20 28 4693997 桑瑞娟 三聚氰胺聚磷酸盐和次磷酸铝阻燃纤维板燃烧特性研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202006004 为了提升纤维板的阻燃性能,选用三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)与次磷酸铝(AP)为阻燃剂,通过人造板热压工艺制备阻燃高密度纤维板(HDF)。采用锥形量热仪法研究阻燃剂对HDF燃烧过程中的点燃时间、热释放性能、质量变化、烟释放性能和烟气毒性的影响,探索两种阻燃剂组成的二元体系中MPP与AP的最佳质量比,并结合HDF燃烧后的炭层形貌分析其阻燃机理。结果表明:MPP和AP在燃烧过程中均会分解产生磷酸类物质,形成大量残炭。炭层能够有效隔绝氧气和热量传入材料的内部,减弱热量的传送速率,阻碍火焰的持续蔓延,从而提升HDF的阻燃性能。当MPP和AP的添加量为7.9%时,对HDF具有较好阻燃效果。与单一阻燃剂相比,经过复配之后,复合阻燃剂存在协同效应,HDF阻燃效果更为显著。综合分析得出,MPP和AP质量比为1∶2时,板材的阻燃性能最好,与未阻燃处理的板材相比,点燃时间从70 s上升到73 s,热释放速率峰值从392.3 kW/m2下降到319.7 kW/m2,总热释放量从55.1 MJ/m2下降到47.7 MJ/m2,残炭率从22.1%上升到29.5%。 2020年11月01 00:00 2020年06期 29 35 2837109 唐启恒<sup>1</sup>,卢希珍<sup>2</sup>,郭文静<sup>1</sup>,方露<sup>2*</sup> APP/ADP对竹粉/聚丙烯复合材料的协效阻燃 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202006005 为改善竹粉/聚丙烯(PP)复合材料的阻燃性能,拓宽竹塑产品应用领域,以聚磷酸铵(APP)为阻燃剂,马来酸酐接枝聚丙烯(MAPP)为界面相容剂,通过熔融共混和热压方式制备竹粉/PP复合材料,研究APP用量对复合材料力学性能和阻燃性能的影响;并基于APP的较佳用量,以二乙基次磷酸铝(ADP)为协效剂,研究APP和ADP的协效阻燃性。研究结果表明:随着APP用量的增加,复合材料的静曲强度、弹性模量和拉伸强度逐渐降低,缺口冲击强度有所增强,极限氧指数(LOI)有所提高;当APP用量为10%时,复合材料的力学性能较佳,LOI由17.1%提高至21.4%。当m(APP)∶m(ADP)=6∶1时,APP/ADP阻燃复合材料的静曲强度、弹性模量、拉伸强度和缺口冲击强度分别为41.47 MPa、3 206.82 MPa、18.91 MPa和7.25 kJ/m2,与未阻燃复合材料(S1)相比,分别提高11.9%,12.0%,18.5%和28.1%;且LOI增大至24.5%,相比S1的增幅为43.3%。锥形量热仪结果显示,APP/ADP阻燃复合材料的热释放速率、热释放速率峰值、总热释放量和有效燃烧热分别降低了44.6%,33.8%,32.8%和17.8%;CO生成量增多,平均质量损失速率减小,残炭率增大至66.9%,复合材料的成炭作用增强,APP在气相中起到阻燃作用,ADP在凝聚相中起阻燃作用;但是燃烧400 s后,总烟产量略有增大,复合材料的持久抑烟性仍有待增强。 2020年11月01 00:00 2020年06期 36 42 1519600 周吓星,袁峰,王嘉辉,刘子江,秦兴发 重组装饰单板工业化浸渍及饰面应用 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202006006 大幅面、连续化是推动浸渍薄木新型装饰材料产业化生产应用的关键。以成卷重组装饰单板(人造薄木)为材料、三聚氰胺甲醛树脂(MF)为浸渍液体,在浸渍纸工业化生产线上开展浸渍试验。介绍了重组装饰单板连续化浸渍工艺,观察了重组装饰单板浸渍前后表面微观形貌,并针对胶合板、刨花板和纤维板进行热压贴面,研究浸渍重组装饰单板热压工艺参数,包括热压温度、热压时间和热压压力,测试了贴面胶合强度及其耐久性。结果表明:工业化浸渍的重组装饰单板普适于胶合板、刨花板和纤维板基材的饰面,贴面板的表面胶合强度均高于1 MPa(纤维板表面胶合强度最高,其次是胶合板,最后是刨花板), 而且具有优异的贮存耐久性, 热压贴面温度宜控制在180~190 ℃、时间80~100 s、压力不低于2 MPa。研究表明, 直接采用传统浸渍纸生产设备实现大幅面装饰薄木的工业化、连续化浸渍完全可行, 浸渍后重组装饰单板反映出明显的浸填效果,树脂覆面效果类似于浸渍纸,为推进浸渍薄木装饰材料的规模化生产及应用提供了参考。 2020年11月01 00:00 2020年06期 43 48 3712198 王蕊<sup>1</sup>, 徐德良<sup>1</sup>, 杨勇<sup>2</sup>, 闫文雯<sup>2</sup>, 詹先旭<sup>2</sup>, 徐信武<sup>1*</sup> 基于扩展有限元法的重组竹Ⅰ型断裂数值模拟分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202006007 重组竹作为一种高强度复合材料正被逐渐用于建筑领域,但其工艺特点决定了重组竹构件是带裂纹工作的。以ABAQUS有限元软件为平台,结合扩展有限元法(XFEM)和内聚区模型(CZM)对重组竹I型断裂进行数值模拟。三维双悬臂梁(DCB)模型采用基于牵引分离法则的内聚行为描述裂纹的启裂和扩展,得到裂纹扩展全过程的可视结果和外荷载裂纹张开口位移曲线(Pδ曲线),并对比模拟曲线和试验曲线,考虑峰值荷载存在差异的合理性。再进一步处理荷载位移曲线,得到裂纹扩展阻力曲线(R曲线),并通过对比R曲线再次验证了该数值方法的有效性,为工程实际应用提供参考。在此基础上,又对比了5种不同厚度和3种不同初始裂纹长度条件下的重组竹I型断裂能量释放率,分析了厚度和初始裂纹长度2种尺寸参数对重组竹断裂韧性的影响。结果表明:薄试件具有较大的断裂韧度,随着厚度增大,双悬臂构件由平面应力状态转为平面应变状态,双悬臂梁的能量释放率趋于一个恒定的较低值,其中,厚度大于40 mm的试件模拟准确度较高。对于处于平面应变状态下的双悬臂梁,其初始裂纹长度对断裂韧度的模拟结果影响较小。 2020年11月01 00:00 2020年06期 49 56 2597335 刘明凯,周爱萍*,刘燕燕,盛宝璐 硅酸盐仿生呼吸法改性杉木的工艺及性能 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202006008 杉木存在结构疏松、材质轻软、强度低等缺陷,对其进行浸渍改性是提高其性能的重要方法,然而传统有机树脂浸渍改性存在释放有毒害气体、易燃等危害人居环境安全的严重问题。鉴于此,采用无机物质对杉木进行浸渍改性可显著提高杉木力学性能、尺寸稳定性、阻燃抑烟等性能,实现低值杉木的高值化利用。以硅酸钠为浸渍改性剂,硫酸盐、钙盐和磷酸盐复配物为固化剂,通过仿生呼吸法制得硅酸盐改性杉木。探讨了硅酸钠模数、硅酸钠质量分数、浸渍压力、浸渍时间、呼吸次数和呼吸频率(负压时间/正压时间)对改性杉木质量增加率和力学性能的影响,并采用扫描电子显微镜(SEM)和热重分析仪(TGA)对其微观形貌和耐热性能进行了表征。结果表明,当硅酸钠模数为3.4、硅酸钠浓度为30%、浸渍压力为0.5 MPa,浸渍时间为3 h、呼吸次数为6次、呼吸频率为2∶4时,改性杉木的质量增加率、抗弯强度、抗压强度和三切面硬度均为最佳。经过硅酸盐仿生改性后,改性杉木的横切面和纵切面都被硅酸盐较好填充,这也是杉木力学性能提高的原因。TGA分析表明,与杉木素材相比,改性杉木的耐热性能显著提高。 2020年11月01 00:00 2020年06期 57 63 2148928 李萍<sup>1</sup>,张源<sup>1</sup>,左迎峰<sup>1</sup>,吕建雄<sup>2</sup>,王向军<sup>3</sup>,吴义强<sup>1*</sup> 植物油蜡涂饰热改性落叶松的色度学差异性分析(英文) /oa/darticle.aspx?type=view&id=202006009 高温热处理植物油蜡涂饰组合技术在提高人工林落叶松木材尺寸稳定性的同时,能够强化美化表面纹理特征,提高其产品的综合附加值。鉴于落叶松早晚材在细胞孔隙尺度、胞壁厚度、松脂含量等属性上存在显著性差异,本研究基于计算机图像色度学原理,采用“Kmeans”聚类分析算法,在L*a*b*色度空间下,对热改性植物油蜡涂饰落叶松早材晚材组织的色度学指标进行独立测试、计算和分析,为热改性落叶松植物油蜡透明涂饰研究与应用提供参考。选取兴安落叶松(Larix gmelinii)为试验材料,采用芬兰ThermoWood热改性工艺,以常压过热蒸汽为加热保护介质,在温度为160,180和200 ℃条件下对木材进行热改性处理。随后对落叶松热改性材及常规干燥材分别进行植物油蜡底油l1(方案N1)、植物油蜡底油l1面油l2(方案N2)的透明涂饰,分析涂饰表面色度学指标,探索高温热改性、植物油蜡透明涂饰对落叶松早材晚材组织色度学特性的影响规律。木材色度学测试计算显示:以落叶松常规干燥材为对比参考对象,各类试材经过高温热改性植物油蜡透明涂饰后,其早材与晚材组织的明度指标L*呈阶段式降低趋势,红绿指标a*、饱和度S*呈阶段式升高趋势;早材晚材总体色差ΔE*随热处理温度升高而增大,而植物油蜡透明涂饰则导致ΔE*降低;在N2透明涂饰处理方案下,180 ℃热改性木材早材晚材饱和度差ΔS*较常规室干材提高60.8%,而相应的总体色差则保持不变。红外光谱分析发现:植物油蜡复合体富含以碳碳双键乙烯基为代表的发色基团与以碳氧单键酯基为代表的助色基团,在植物油蜡涂饰浸润木材组织过程中,这些化学基团与落叶松半纤维素木素高温热解的碳水化合物结合而形成发色体,改变了落叶松试材对可见光的吸收,使木材颜色发生变化;因落叶松晚材富含大量松脂成分,在涂饰过程中这些化学成分对植物油蜡在木材组织内的扩散起到了隔离屏障作用,延缓了植物油蜡浸润木材、干燥过程,对早材晚材涂饰后色彩差异产生影响。研究结果表明:通过对人工林落叶松木材实施高温热处理植物油蜡涂饰加工,其表面颜色趋向于暖色调深色调,早晚材色彩饱和度对比更加鲜明,木材整体装饰质量与效果得到提升。 2020年11月01 00:00 2020年06期 64 75 2558328 张镜元,达妮娅<sup>△</sup>,张宝元,战剑锋<sup>*</sup> 马来海松酸聚乙二醇柠檬酸酯对椪柑的保鲜性能 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202006010 以椪柑为试材,在室温贮藏条件下,用含有不同质量分数马来海松酸聚乙二醇柠檬酸酯(MRPC)(5%,10%和15%)的保鲜剂对采后果实进行了涂膜处理,并与市售保鲜剂(果蜡)和清水处理组(CK)进行对照,自然晾干后每6 d测定相关生理生化指标,包括质量损失率、硬度、可溶性固形物含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性的变化。结果表明:与CK组相比,不同浓度的MRPC涂膜均能有效抑制椪柑的水分流失,减缓果实硬度和可溶性固形物含量的变化。经5%,10%和15% MRPC保鲜剂涂膜处理的椪柑,具有较高的POD、SOD和CAT活性,其POD酶活分别为1.65,1.16和1.07 U/g,分别比CK组高70.3%,57.8%和54.2%;SOD酶活分别比CK组高15.1%,16.5%和9.0%;CAT酶活分别为1.31,1.32和1.33 U/g,显著高于CK组。综合各指标发现,5%的MRPC保鲜剂对椪柑果实的保鲜效果最佳,在室温下贮藏42 d后,椪柑的质量损失率仅为10.18%,比CK组低38.68%,可以更有效地保持椪柑果实采后的贮藏质量。与市售保鲜剂果蜡相比, MRPC可更有效地抑制硬度和可溶性固形物含量的变化,维持SOD、POD和CAT酶活。这说明MRPC保鲜剂在水果保鲜领域具有较好的应用潜力。 2020年11月01 00:00 2020年06期 76 81 2180288 许嘉琍<sup>1</sup>,姚姝凤<sup>1</sup>,高宏<sup>1,2</sup>,张海波<sup>1,2</sup>,商士斌<sup>1*</sup> 废报纸增强大豆基胶黏剂的制备及耐沸水性能 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202006011 为制备高性价比的大豆基胶黏剂,研究废报纸粉末参与交联增强的大豆基胶黏剂耐沸水性能。结果表明:当废报纸粉末、脱脂豆粉、聚酰胺环氧氯丙烷、去离子水的质量分数分别为9.47%,23.72%,36.00%和30.81%时,所制胶黏剂固化后胶合板耐沸水性能最好;以热压工艺130 ℃、1.0 MPa、1.96 min/mm制备的巨尾桉胶合板胶合强度为1.16 MPa,相比对照组提高了61.1%;保持热压温度和压力不变,当热压时间为0.59 min/mm时,胶合强度为0.82 MPa,延长热压时间至3.92 min/mm,胶合强度可提高64.6%;保持热压时间和压力不变,当热压温度为60 ℃时,胶合强度为0.65 MPa,提高热压温度,胶合强度有所上升。X射线光电子能谱分析表明,废报纸粉末中的羟基和羧基可与胶黏剂中的氮杂环反应形成酯键及醚键,参与胶黏剂的固化过程;扫描电子显微镜观测到废报纸粉末的纤维与其他胶黏剂组分形成了复合结构,固化后的胶黏剂样品结构致密,空隙少。废报纸原料参与大豆基胶黏剂的固化交联反应,减少了脱脂豆粉用量,可降低胶黏剂成本;制备的大豆基胶黏剂耐水性有所提高,可在较短时间和较低温度下固化,适宜制备耐水性要求更高的产品。 2020年11月01 00:00 2020年06期 82 87 2124071 程生媛,殷豪,陈麦全,赵建良,赵丹丹,陈奶荣<sup>*</sup> 金属-载体相互作用对负载Ag纳米颗粒催化氧化HMF性能的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202006012 5羟甲基糠酸(HMFCA)是一种重要的生物质平台分子,目前主要使用贵金属催化剂来催化合成,存在产物选择性差、产率低等问题。因此,亟待开发一种相对廉价金属催化剂来高选择性合成HMFCA。笔者采用相对廉价的Ag金属作为活性组分,选用不同载体来考察金属载体相互作用对5羟甲基糖醛(HMF)氧化性能的影响。结果表明:载体的性质对Ag纳米粒子粒径以及HMF选择氧化性能具有显著的影响,其活性顺序为Ag/ZrO2 &gt; Ag/Al2O3 &gt; Ag/TiO2 &gt; Ag/CeO2 &gt; Ag/AC。此外,Ag/ZrO2 催化剂Ag平均粒径(约9.6 nm)虽然和Ag/AC(约10.5 nm)相近,但Ag/ ZrO2的活性远高于Ag/AC。由此可以说明,催化剂的HMF氧化活性与Ag纳米粒子表面的Ag0含量具有较好的线性关系,表明催化剂的活性中心主要为Ag纳米粒子表面的Ag0物种。Ag/ZrO2催化剂中Ag0含量最高,Ag/AC的Ag0含量最低,这可能是由于不同载体具有不同的金属载体相互作用,从而影响催化剂上Ag纳米粒子表面的Ag0含量。 2020年11月01 00:00 2020年06期 88 93 2014433 夏海岸<sup>1</sup>,安佳欢<sup>1</sup>,张维梓<sup>1</sup>,葛超奇<sup>2</sup>,左宋林<sup>1</sup> 负载纳米Ag木质过滤材料的制备及其染料催化降解性能 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202006013 以多孔轻木为原料,采用银氨溶液原位还原法在木材基体中负载金属Ag纳米催化剂,制备Ag/木材复合过滤材料,利用木材流体传输高效的特点和Ag纳米粒子的催化活性,实现对染料废水中有机污染物的催化降解。采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪对材料的形貌和结构进行表征,并考察负载纳米Ag木质过滤材料对有机染料亚甲基蓝的催化降解性能。结果表明:制备的Ag/木材复合过滤合材料保留了木材的孔隙结构,Ag纳米粒子成功负载在导管内壁且分布均匀,粒径范围5~20 nm;由于固定在导管内壁上的Ag纳米粒子的催化活性,木质过滤材料能有效催化降解水中的亚甲基蓝,其降解效率和水通量与过滤材料厚度密切相关;厚度为6 mm的过滤材料在重力驱动下对亚甲基蓝的催化降解效率达94.03%,且水通量高达2 600 L/(m2·h),实现了染料降解效率与水通量的优化。负载纳米Ag木质过滤材料制备工艺简单、成本低廉、可规模化,在染料废水处理领域具有较好的应用前景。 2020年11月01 00:00 2020年06期 94 98 4212371 程志泳,孟军旺,王小青<sup>*</sup> 桂花渣粕黄酮提取物的制备及酶法修饰 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202006014 比较了4种桂花(金桂、银桂、丹桂和四季桂)花瓣中总黄酮的含量,选取总黄酮含量高达42.6%的金桂为研究对象,发现桂花中富含黄酮类化合物,且绝大部分残留在精油提取后的桂花渣粕中。以芦丁法测得金桂桂花渣粕中黄酮类化合物的含量高达38.7%,表明桂花渣粕具有很高的利用价值和应用开发前景。在此基础上,研究了酶法催化桂花黄酮对其成分及活性的影响。结果表明,β葡萄糖苷酶和αL鼠李糖苷酶能将桂花黄酮中的部分黄酮糖苷水解为糖基数目较少的黄酮或黄酮苷元;桂花黄酮苷中末端或者次末端为葡萄糖基的较多,几乎没有鼠李糖基;经β葡萄糖苷酶法催化后的样品在抗炎、抗氧化和抗肿瘤方面的活性显著强于未经酶催化的样品。β葡萄糖苷酶催化后的桂花黄酮对人肝癌HepG2细胞的增殖抑制率可达85%,IC50值为51.32 μg/mL,其作用机制为促进肿瘤细胞的凋亡。研究结果为桂花资源的综合高效利用提供了新思路,为制备生物活性更强的桂花黄酮提供了技术支撑。 2020年11月01 00:00 2020年06期 99 105 2533156 房仙颖1,周江莲1,王靖秋1,汤锋2,赵林果1* 氯化锌活化制备澳洲坚果壳活性炭试验 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202006015 以澳洲坚果壳为原料,采用氯化锌活化法制备活性炭,通过单因素与正交试验研究了活化时间、浸渍比(g:mL)、活化温度、氯化锌质量分数与浸渍时间对制备活性炭得率及吸附能力的影响,优化了最适宜的制备条件,并利用傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、氮气吸附脱附等技术对最优工艺条件下所制备的活性炭进行了结构表征。结果表明,澳洲坚果壳活性炭制备工艺的各个因素对制备活性炭得率、亚甲基蓝吸附值和碘吸附值影响的主次顺序依次为:活化时间、浸渍比、浸渍时间、活化温度、氯化锌质量分数。最佳制备工艺条件为:活化时间3.5 h、浸渍比1∶4、活化温度550 ℃、氯化锌质量分数50%、浸渍时间19 h,在此条件下,制备活性炭的得率、水分质量分数、灰分质量分数、强度、亚甲基蓝吸附值和碘吸附值分别为49.95%、1.45%、0.84%、96.78%、412 mg/g和1 830 mg/g。制备的澳洲坚果壳活性炭的结构表征结果表明:比表面积为1 174 m2/g,其中微孔占总比表面积的42.33%,中孔占57.67%;总孔容为0.82 cm3/g,微孔占总孔容的29.27%,中孔占70.73%;平均孔径为2.80 nm,微孔孔径主要分布在0.93~1.61 nm,中孔孔径分布在2~10 nm,属于中孔型活性炭,并拥有较大比例的微孔,其表面存在醇羟基、酚羟基、醚基、羰基、羧基等含氧官能团,具有一定的亲水性及较强的吸附能力。 2020年11月01 00:00 2020年06期 106 113 1820609 郭刚军<sup>1</sup>,马尚玄<sup>1</sup>,胡小静<sup>2</sup>,付镓榕<sup>1</sup>,许文龙<sup>2</sup>,黄克昌<sup>1</sup>,邹建云<sup>1</sup> 箱体几何结构对刨花板气流铺装机流场特性的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202006016 在刨花板生产过程中,铺装机可实现刨花板的不间断生产。刨花气流铺装机最大的技术难点在于对气流场特性的把控,箱体几何结构对气流铺装机内部流场有重要影响,而目前主要是通过反复试验进行研究,研究周期长,加工成本较高。通过计算流体力学方法对气流铺装机气流场进行几何和物理建模,对耦合刨花板气流铺装机气流场和刨花颗粒的气固两相流场进行数值模拟计算,通过调整箱体几何参数,分析气流场变化特性,从而把控箱体几何结构对气流铺装机内部流场特性的影响。模拟结果表明:箱体坎肩后移与坎肩前移相比,气流回旋所造成的紊流现象较小,但箱体尾部压力增大明显;当箱体去除坎肩后紊流影响进一步减小,但整个箱体内的压力剧烈增大,可能会导致抽风口的破坏;当箱体坎肩后移和去除坎肩时,刨花颗粒在底面的沉积都更为均匀,铺装质量得到提高,且坎肩后移的箱体从抽风口逃逸的刨花颗粒少于去除坎肩的箱体。综合各因素,在实际设计气流铺装机箱体时,需要设置坎肩且箱体坎肩应适当后移,坎肩距离小于2 570 mm,从而降低紊流影响,提高板坯铺装质量。 2020年11月01 00:00 2020年06期 114 120 3376925 陈青<sup>1</sup>,张健<sup>1</sup>,施明宏<sup>1</sup>,周宏平<sup>1*</sup>,沈文荣<sup>2</sup>,刘光新<sup>2</sup>,刘栋<sup>2</sup> 棕刚玉磨料砂带磨削木材的磨损机制及其寿命 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202006017 分析砂带磨削过程中的砂带磨损机理及其对材料去除率、表面粗糙度的影响,旨在进一步完善木材切削理论,推动新型砂带研发制造。以红松为试验材料,结合试件材料去除率、磨削过程中砂带的砂带表面算术平均高度Sa、磨粒峰度Sku以及表面形貌的变化,以试件表面算术平均高度Sa以及试件界面的展开面积比Sdr为考察指标,探究砂带的磨损机制及砂带磨损对红松表面粗糙度的影响,综合评判砂带寿命。同等工艺参数下,横纹磨削时材料去除率整体大于顺纹,其对砂带的磨损消耗整体小于顺纹。横纹磨削过程中,磨粒前期发生较多破碎与脱落,中期以磨粒不断更新自锐保持砂带的有效切削,后期磨粒脱落、磨损的占比大于破碎,最终砂带寿命趋于极限。顺纹磨削时,磨粒在前期破碎和磨钝占比更大,在磨削中期磨粒顶端逐渐磨钝,沿前期磨痕推除材料实现有效切削,在后期的磨粒除脱落外,再次发生破碎勾起木纤维,最终失效。砂带寿命在材料去除率达到5%左右时已达到使用极限,在实际木材磨削加工生产中判定砂带寿命时需综合考察砂带的材料去除率及试件的表面质量。 2020年11月01 00:00 2020年06期 121 127 6860929 杨雅琦, 汪生莹, 张亦鸣, 张健, 罗斌* 一种基于图像处理技术的植物形态表型参数获取方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202006018 传统人工测量仪器提取植物形态表型参数的方式存在效率低、误差大、适用性弱、破坏性强等缺陷,成为制约植物表型研究发展的瓶颈。将模式树种杨树的姊妹种簸箕柳(Salix suchowensis Cheng)作为研究对象,设计了一套基于图像处理技术的植物形态表型参数获取系统,通过高分辨率RGB相机获取植株的二维图像序列,基于HSV模型阈值分割方法实现簸箕柳与背景环境的分割,结合运动中恢复结构算法生成三维点云,并利用棋盘格进行坐标系间的距离转换。使用本系统提取簸箕柳的株高、基径、叶片面积、分枝数和分枝角等表型参数并与传统人工接触式测量值相比较,平均绝对百分比误差分别为7.69%,13.94%,9.99%,5.32%,9.30%。结果表明,本研究设计的植物形态表型参数获取系统能够较好地重建植物三维点云,并可快速、准确提取植物的形态表型参数,能够实现无损测量,满足研究对象簸箕柳三维形态表型参数的测量和生长观测的需求,可为植物尤其是林木表型研究提供数据参考。 2020年11月01 00:00 2020年06期 128 136 5261871 李杨先,张慧春<sup>*</sup>,杨旸 基于非对称全局卷积神经网络的遥感图像识别方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202006019 全局卷积神经网络(Nonlocal CNN)是一种增强的深度卷积神经网络模型,在图像处理任务中用来获取输入图像的全局上下文信息。考虑到部分种类遥感图像内部存在重复像素块或重复目标的特性,笔者提出了一种非对称的全局卷积结构(UNC),用于减少传统全局卷积结构(NC)的计算量,从而提升模型的效率。首先对NC结构中键值对(Keyvalue)对应的特征图通过下采样降低分辨率;然后将查询值(Query)和下采样后的Keyvalue特征图逐像素相乘,以获取输入图像的全局上下文表示和加权特征;最后将加权特征和残差连接相加,得到UNC结构的输出。和传统的NC结构相比,UNC是一种更高效、通用的全局上下文信息获取结构,可以用于多种深度CNN模型中。为了验证UNC的有效性,在4种公开的遥感图像目标识别数据集上进行了实验,结果表明:相比NC结构,UNC可以最多减少24.53%的参数以及整体49.1%的浮点运算量,并且在RSSCN7、UCML、WHURS19和AID可分别最高取得96.63%,99.16%,98.90%和96.28%的识别准确率,具有较强的实用性和普适性。 2020年11月01 00:00 2020年06期 137 142 2216905 徐风,孙万砚 基于地基激光雷达的活立木材积提取算法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202006020 传统的立木材积主要依靠胸径尺、测高器等工具对标准样地进行调查,效率慢、精度低。提出一种利用地基激光雷达立木材积提取算法:首先对样木进行扫描,获取点云数据,在数据处理软件中手工提取单木的点云数据,进而应用改进Hough变换方法,对树干某高度处点云数据作切片处理,投影后转为栅格图像,利用Hough变换方法提取拟合圆,然后将该拟合圆的直径视为该处树干直径,通过提取不同高度处树干直径,以断面积区分求积法计算树干材积。本研究以56棵山杨树为例,利用地基激光雷达提取材积与全站仪提取材积做对比,结果表明:两种方法平均相对误差为5.86%,说明两种方法精度十分接近,两种方法之间相关系数R为0.998,决定系数为0.996,所建立的一元线性模型的回归系数标准误差为0.022,模型回归系数较好,说明两种方法具有显著的相关性。因此利用地基激光雷达提取材积可以作为立木材积测算方法。 2020年11月01 00:00 2020年06期 143 148 2333428 熊妮娜<sup>1</sup>,王佳<sup>2,3</sup> 基于桩-土剪切特性的托底抗拔桩承载力分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202006021 托底抗拔桩作为一种新型的抗拔桩,其承载力理论尚待完善。桩土剪切特性对抗拔桩的极限承载力有重要的影响,基于桩土剪切特性确定托底抗拔桩的极限承载力能够更加准确地反映其工作实际。为研究砂土地基中托底抗拔桩的极限承载特性,在分析桩土体系剪切状态发展过程的基础上,建立了桩土多段线性荷载传递函数。推导了桩土在不同状态下桩身内力与位移的解析表达式,获得了托底抗拔桩荷载位移的解析解。通过工程算例,讨论了托底抗拔桩的极限承载力变化规律及其影响因素。结果表明:密砂地基中托底抗拔桩极限承载力计算应考虑桩周土的剪切软化特性。托底抗拔桩在达到极限破坏时,不同深度处桩土剪切应力不能同步达到极限强度,极限承载力低于传统理论计算值。软化系数是影响托底抗拔桩极限承载力的重要因素,软化系数越低,托底抗拔桩的极限承载力越低,与传统理论的计算值相差越大。 2020年11月01 00:00 2020年06期 149 154 1712809 聂永江,邵光辉<sup>*</sup> 真空预压加固夹薄弱透水层软土固结特性分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202006022 由于土的沉积历史原因,实际软土地基中常含有薄透水层,如何分析薄透水层对地基固结过程的影响是地基处理效果评价的关键。笔者利用室内模型试验装置开展了3组真空预压法加固夹薄弱透水层软土地基效果研究,以分析不同厚度的透水层对真空预压法加固软土地基固结的影响;利用已有成层砂井地基固结理论分析透水层透水特性和土层厚度对软土固结的影响。试验结果表明,透水层可加快超静孔隙水压力的消散,消散速率与透水层的厚度密切相关;透水层可以加快软土的固结速率。计算结果表明,当透水层厚度及渗透系数与软土厚度及渗透系数的比值介于0.1~100时,透水层对加快土体固结最为显著;当比值超过100时,透水层已接近完全排水边界。加固软土层厚度与砂井半径的比值与地基固结速率和透水层作用密切相关,随着比值的增大,砂井地基固结时间增长,透水层加快软土固结速率的作用越来越不明显,当比值大于8时,透水层对地基固结速率基本影响很小。透水层可以显著改善井径比、涂抹效应增大对地基固结速率减缓的影响。因此,真空预压工程中若需要设置水平向透水层,透水层竖向间距不宜大于其厚度的8倍。 2020年11月01 00:00 2020年06期 155 161 2140439 严红霞<sup>1</sup>,韩文君<sup>2</sup>,吕伟华<sup>3</sup> 基于揉单生产的定制家居自动识别与智能分拣技术 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202006023 随着传统制造业智能制造帷幕的开启,生产过程的每个工序都在向数字化转型和升级,对定制家居而言,如何解决关键瓶颈工序造成的技术问题,是实现家居产业智能制造转型的基础。以定制家居揉单生产过程中的分拣工序为例,在分析现有人工分拣效率低、错误率高及材料利用率低等问题的基础上,结合智能分拣的系统构成和工艺过程等基本原理,搭建了基于揉单生产定制家居自动识别与智能分拣关键技术架构,包括揉单生产订单排序优化技术、自动分拣智能系统设计技术、分拣过程中的自动识别技术、自动分拣可视化动态管理平台搭建技术。并结合某生产实际,设计了基于“2020+WCC”的定制家居揉单生产订单排序优化技术、基于“输送线+机器手+立体库”的定制家居自动分拣智能系统设计技术、基于“二维码自动识别技术”的定制家居自动信息采集与处理、基于“ERP+MES+WCS+WMS”的定制家居自动分拣可视化动态管理平台的搭建等定制家居智能分拣系统架构。结果显示,该智能分拣系统在企业的实际应用后,可使得分拣准确率达到99%,分拣效率显著提升,单个揉单批次订单数量增加了3倍以上,材料利用率由原来的78%提升至88%。 2020年11月01 00:00 2020年06期 162 167 2146088 熊先青<sup>1,2</sup>,袁莹莹<sup>2</sup>,潘雨婷<sup>2</sup>,吴智慧<sup>2</sup> 基于色彩调和理论的定制衣柜配色量化评价分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202006024 色彩能带给消费者直观的视觉冲击,色彩搭配的优劣在瞬息万变的市场中直接影响用户对于衣柜的选择。本次研究旨在提出一种基于色彩调和理论的定制衣柜配色定量化描述方法。研究基于孟斯宾瑟色彩调和原理和伯克霍夫美度评价模型方法,对市场定制衣柜配色特点及调和关系进行数据处理分析,得出色彩调和理论在定制衣柜配色中的适应程度及应用规律。配色组在色相差存在较小差异时,明度差与彩度差的变化所带来的调和效果极大影响最终的美度评价结果。在明度差与彩度差均处于对比调和区时,色相差所带来的调和效果影响为同色调和区&gt;对比调和区&gt;类似调和区&gt;第二暧昧区&gt;第一暧昧区。在色相调和关系劣势的情况下,美感度程度受明度彩度调和效果的直接影响,在调和效果中色相不占主导因素,但不同的调和效果会影响美感度评价结果。结合市场环境及消费者心理特征,将衣柜配色的美感认知从感性上升为理性层面,以期为定制衣柜的色彩搭配提供科学的理论依据与参考,提高衣柜设计师的配色效率,更利于获得定制衣柜的优质配色方案与色彩搭配规律。 2020年11月01 00:00 2020年06期 168 173 1965168 周橙旻<sup>1</sup>,冷超霞<sup>2</sup>,吴智慧<sup>1*</sup>,张玉荣<sup>1</sup>,贾焕亮<sup>2</sup> 基于生物力学的老年人坐立转换模型 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202006025 随着人口的老龄化,针对老年人家具设计的研究方兴未艾,尤其是老年人辅助站立座椅的设计备受关注。但现有研究多从定性的角度对老年人家具进行了功能和造型的设计。座椅作为日常工作和生活中使用最频繁的家具之一,直接影响着工作效率和舒适性。坐立转换动作是完成站立的关键,而老年人完成这一动作却十分困难,甚至存在安全隐患。本研究从生物力学的角度对坐立转换行为进行了定量研究。首先通过图解方法将人体各环节简化为生物力学运动链,并通过受力分析得出站立阶段初期是完成站立的关键,此时人体上肢重量与下肢所提供的力量处于平衡状态;然后采用力的合成方法求得人体上肢的合重力及重心位置,并通过力矩平衡方法建立了人体在进行坐立转换过程中,下肢肌肉群所需提供的力量与人的身高和体重之间的关系,进而建立了老年人坐立转换的生物力学模型;最后通过标准人体数据对模型进行了验证,发现老年人完成坐立转换动作时下肢所需力量超过下肢所能提供肌肉力量的90%。本研究为老年人辅助站立座椅的设计和评价提供了方法和理论指导。 2020年11月01 00:00 2020年06期 174 178 1382943 胡文刚,关惠元 基于TOPSIS-PSI方法的办公座椅设计评价 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202006026 为办公座椅设计方案选择构建科学全面且易用的评价体系,运用文献法和用户与专家讨论法,确定办公座椅设计评价指标的评价层次及评价范畴,采用专家九级量表打分法对各层次评价指标赋值,最终构建较为科学和全面的办公座椅设计评价指标体系,解决办公座椅设计评价指标存在的主观性和片面性问题;采用TOPSIS法和PSI法相结合的方法,将主观评价和客观评价进行组合赋权的方式,分别基于熵权和偏好选择指数将评价指标进行确权和规范决策矩阵,解决评价人员对评价指标赋值的不确定性和模糊性,并能够缩小主观评价的比重;利用TOPSISPSI方法对3款办公座椅设计方案进行评价,如果CI值越大,表示距正理想解越近,距负理想解最远,即可成为好的选择。对比计算结果显示:座椅1、座椅2和座椅3的CI值分别为0.691,0.418和0.240,说明设计方案座椅1为最优方案,并对评价结果采用VIKOR法和COPRAS法进行验证,结果均一致,验证了所提指标设计理论和评价方法的正确性与有效性。 2020年11月01 00:00 2020年06期 179 184 1492291 陈哲<sup>1,2</sup>,尚凯<sup>1*</sup>,张青<sup>1</sup>,常能<sup>1</sup>