發(fā)布時間：2021-02-15 05:07

　　木制品廣泛應用于建筑、家具等行業(yè);木材的加工工藝受到木材的結(jié)構(gòu)、力學性質(zhì)等影響,為提高木材加工質(zhì)量、減少其加工成本,使木材加工過程更為高效、節(jié)能,對木材的加工質(zhì)量評價進行研究,具有重要意義。本文以云杉為對象,分析云杉切削斷裂過程中纖維斷裂形式及相應的能量消耗,推導云杉切斷所需消耗能量的計算公式。建立云杉管胞的纖維結(jié)構(gòu)幾何模型。通過力學試驗及理論計算獲取云杉宏觀及微觀材料參數(shù),并利用有限元模擬力學試驗過程以驗證云杉材料參數(shù)的有效性。通過有限元模擬分析云杉微觀壓縮變形和拉伸斷裂過程并根據(jù)模擬結(jié)果推導云杉鉆削過程的纖維斷裂能耗計算公式。鉆削加工具有復雜的切削過程及斷裂形式,基于能量指標建立云杉鉆削加工質(zhì)量評價體系。利用多物理域信息融合技術的云杉智能鉆削加工參數(shù)的預測優(yōu)化模型,以不同加工參數(shù)下挪威云杉鉆孔的圓柱度和無效厚度數(shù)據(jù)對模型進行訓練,預測轉(zhuǎn)速、進給速度一定狀態(tài)下挪威云杉的鉆削加工質(zhì)量,預測結(jié)果準確度達90%以上,驗證了預測優(yōu)化模型的有效性。 

【文章來源】：東北林業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１木材切削受力方向示意圖??

木材是人類歷史中所使用的最古老的復合材料之一，至今也為人們所廣泛使用，人??們對木材的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其應用等的各種探索研究也在不斷進行。木材作為一種天然的??復合材料，其具有多樣的組成成分和復雜的組織結(jié)構(gòu)（如圖１－２所示），其由中空的管??胞細胞組成蜂窩狀的結(jié)構(gòu)，以厚度最大的次生壁中層作為其細胞壁的主體，且木材的纖??維緊密靠攏，與縱軸呈約１０°？３０°的交角［１］，這種復雜的組織結(jié)構(gòu)使木材具有明顯的??各向異性特征。由于木材的生長方式，其結(jié)構(gòu)由多個同心圓構(gòu)成的年輪層次所組成，??１９２８年，普賴斯（Ｐｒｉｃｅ）根據(jù)木材的這種圓柱對稱性將正交對稱原理應用于木材，以??此說明木材各向異性的材性［２］。??切向切瓸?徑向切圇檳切面??纖??年輪射線。Ｌ??＿年輪次生質(zhì)部??圖１－２木材的宏觀結(jié)構(gòu)??木材的復雜結(jié)構(gòu)也使其具有復雜的力學性質(zhì)，這使得對木材強度準則的建立成為木??材力學研究中的難點之一，隨著人們對材料力學研宄的不斷深入，各種研究結(jié)果表明傳??統(tǒng)材料力學的強度條件無法適應類似木材這類帶有裂紋或缺陷的材料，因此出現(xiàn)了斷裂??力學這一學科

術和動態(tài)納米壓痕測量技術對不同樹種的木材的彈性模量、硬度、黏彈性與蠕變特性等??力學性能進行了研究｜６］。如Ｇｉｎｄｌ，?Ｇｕｐｔａ等人１７］通過納米壓痕實驗研宄了挪威云杉細胞??壁結(jié)構(gòu)（如圖１－３所示）變異性的影響，并得出木材細胞壁的抗壓屈服是一種Ｍａｔｒｉｘ－??ｄｏｍｉｎａｔｅｄ?過程。??＿ＡｄＪ?ｒ?Ｍ??７７／＾ｖ／??圖１－３紫外顯微鏡所拍攝的挪威云杉細胞圖像??近年來，由于分形理論、檢測技術和成像技術等先進理論和技術的不斷發(fā)展，更多??的研究人員開始從木材的微觀結(jié)構(gòu)角度研究木材的力學性質(zhì)，Ｆａｂｉｓｉａｋ和Ｍａｎｉａ％采用Ｘ??射線衍射對共振和非共振云杉木材微纖維角的變化進行了研宄，結(jié)果表明共振木材的微??纖維角是非共振木材的２？３倍；Ｇｉｎｄｌ和ＳｃｈｏｂｅｒｌＭ將納米壓痕技術應用于木材細胞壁縱??向彈性模量的測量；Ｏｚｄｅｎ，?ＥｎｎｏｓｔＷ研究了?３種溫帶樹種的力學及形態(tài)學特性，為特定??樹種的森林采伐及加工提供了依據(jù)；Ｆａｈｌｅｎ和ＳａｌｍｅｎＷ通過原子力顯微鏡和圖像分析??技術揭示了纖維壁的孔隙和基質(zhì)分布；Ｌｕｋａｃｅｖｉｃ等人提出了一種新型木材失效機制??的預測方法，其可以通過對木材微觀結(jié)構(gòu)特征的影響更好的描述木材的機械加工過程；??同時，他們還提出了一種多表面失效準則及

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3034484