最新刊期
      2024 年 第 38 卷 3 期

        “古建筑木材科研基地”专栏

      • 韩旭,黄磊,王卫滨,王双永,周海宾
        2024, 38(3): 1-10. DOI: 10.12326/j.2096-9694.2023122
        古建筑木构件修复加固用环氧树脂性能评价方法研究
        摘要：环氧树脂是古建筑木构件修复加固的常用材料，为了科学合理地使用环氧树脂，基于多准则决策理论建立古建筑木构件修复加固用环氧树脂性能评价模型。参考古建筑木构件修复加固工程对环氧树脂的要求与相关标准确定环氧树脂的性能指标集合，采用熵权法与层次分析法分别得到各性能指标客观权重与主观权重，综合主客观权重对各性能指标赋权，使用优序法与逼近理想解排序法（technique for order preference similar to an ideal solution，TOPSIS法）结合各性能指标复合权重构建两种综合性能评价模型。通过验证试验对十组环氧树脂进行综合性能评价，结果表明复合加权TOPSIS综合性能评价模型更全面客观，更适用于古建筑木构件修复加固用环氧树脂，可作为选择和使用环氧树脂的参考方法。  
        关键词：古建筑木构件修复加固;环氧树脂;综合评价方法;逼近理想解排序法   
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        发布时间：2024-07-04

        研究报告

      • 李晓玲,黄荣凤,何啸宇,王艳伟,孙龙祥,卢芸,黎静,冯上环
        2024, 38(3): 11-20. DOI: 10.12326/j.2096-9694.2023198
        杉木层状压缩的形成及其密度分布特征
        摘要：实木层状压缩技术是以实体木材的定向定位压缩为目标，以最小的材积损耗，最大限度地提高木材力学性能的一种新型木材压缩方法。通过水热分布调控以及外力加载的协同作用，在调控压缩层的形成位置、厚度和多层压缩的基础上，分析压缩木材密度分布特征，研究层状压缩技术对于人工林杉木（Cunninghamia lanceolata）的适用性及其层状压缩形成的特点。结果表明：预热时间控制在0.5~30 min之间时，获得压缩层位置不同的层状压缩杉木。随着预热时间的增加，压缩层由表层逐渐向中心（厚度方向）移动，压缩层密度达到0.583 g/cm3及以上；通过调控压缩量，获得压缩层厚度为3.00~8.07 mm的4种厚度的表层压缩杉木，压缩层密度提高率比木材整体密度提高率平均高28.7%；将表层压缩和中心层压缩工艺并用，实现形成3个压缩层的多层压缩。扫描电镜观察结果表明，无论压缩层形成于表层还是中心层，压缩层与未压缩层界线出现在早材区域或早晚材交界处，压缩层的早材细胞发生细胞壁屈曲变形，至细胞腔几乎完全消失，而晚材细胞壁及细胞腔仅发生微变形或不变形。依据压缩前后木材密度分布曲线及特征值计算结果，杉木压缩层部位的早材密度提高率最大值可以达到210.6%。  
        关键词：人工林杉木;层状压缩;密度分布;压缩层位置;压缩层厚度;早晚材;细胞壁屈曲变形   
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        发布时间：2024-07-04
      • 陆全济,蒋汇川,李家宁,李民,李冠君
        2024, 38(3): 21-32. DOI: 10.12326/j.2096-9694.2023181
        海南椰子木维管束形态特征及其与物理力学性能的关系
        摘要：维管束是椰子木组织构造的重要组成部分，作为承重单元，维管束的形态特征影响椰子木的宏观物理力学性能。以树龄40 a的海南高种椰子木（Cocos nucifera）为材料，以径向和高度方向为考察因素，分析维管束的分布密度、直径、横切面面积和总面积占比在株内的变异规律，并探究维管束总面积占比与密度、顺纹抗压强度等物理力学性能指标的相关性。结果表明：不同树株间，除了维管束总面积占比、抗弯强度有显著差异外，维管束其他形态特征和物理力学性能指标差异均不显著。在径向从内部向外部，椰子木维管束的分布密度、直径、横切面面积和总面积占比逐渐增大，与径向位置呈高度线性正相关；椰子木的密度和顺纹抗压强度等物理力学性能亦逐渐增大，与维管束总面积占比呈高度线性正相关。在高度方向从底部向上，维管束的直径和横切面面积逐渐减小，分布密度和总面积占比先增加后减少，与高度位置呈显著或高度相关。基于维管束总面积占比指标建立椰子木物理力学性能的模型，模型预测结果可为椰子木下锯方法和锯材质量分等提供依据。  
        关键词：椰子木;维管束;形态特征;物理力学性能   
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        发布时间：2024-07-04
      • 徐诗雨,胡极航,孔静,杨志一,吕文华
        2024, 38(3): 33-39. DOI: 10.12326/j.2096-9694.2023178
        三聚氰胺-尿素-甲醛树脂浸渍改性对杉木压缩吸能特性的影响
        摘要：采用质量分数为8%的三聚氰胺-尿素-甲醛（melamine-urea-formaldehyde resin，MUF）树脂溶液浸渍处理杉木（Cunninghamia lanceolata），通过准静态大变形压缩测试，考察杉木改性前后的压缩破坏模式、力学性能和压缩吸能特性等。结果表明：在改性材增重率为33.22%时，抗湿胀率达64.44%，尺寸稳定性得到改善；改性处理未影响杉木的压缩破坏形态，纵向主要为纤维屈曲和撕裂，径向主要为早晚材逐层压溃破坏，弦向主要呈火柴棍状破坏；改性材弹性模量和破坏强度提高，横纹平台应力显著增大，顺纹平台应力略有降低，致密化应变减小，纵向和横向之间的差异减小；改性材径向和弦向的单位体积吸能值分别增加了30%和17%，顺纹压缩吸能值及最大吸能效率则显著降低。低质量分数的MUF树脂浸渍处理可改善杉木的尺寸稳定性，缩小其纵向和横向之间的能量吸收差异。  
        关键词：杉木;三聚氰胺-尿素-甲醛树脂;准静态大变形压缩;破坏模式;吸能特性   
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        发布时间：2024-07-04
      • 高飞,李俞谕,何文辉,郝笑龙,欧荣贤,王清文
        2024, 38(3): 40-48. DOI: 10.12326/j.2096-9694.2024044
        木塑空心柱轴压力学性能试验与有限元分析
        摘要：为探究木塑复合材料用作低密度装配式建筑承重柱的可行性，通过材性测试和轴压试验评估共挤出木塑空心柱的轴压力学性能，并利用ABAQUS有限元分析软件模拟探究木塑空心柱壁厚、长细比和内置薄壁圆钢管壁厚对其极限承载力、变形能力和破坏模式的影响。模拟分析结果与试验测试数据高度一致，验证了模拟方法的有效性。试验研究表明，木塑空心柱主要通过局部压溃破坏，并表现出明显的弹塑性阶段。有限元分析结果表明，增加壁厚能提高木塑空心柱的初始刚度和极限承载力，其中8 mm厚度在成本、重量及承载能力方面具有最佳性价比。随着长细比的增加，木塑空心柱的承载力和刚度逐渐降低，破坏模式也从强度破坏转向失稳破坏。内置3 mm薄壁钢管显著增强了木塑空心柱的承载力和延性，其力学性能能够满足建筑对抗压承重构件的要求。  
        关键词：木塑空心柱;轴压力学性能;有限元分析;载荷-位移关系;极限承载力   
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        发布时间：2024-07-04
      • 朱琳,李永霞,任学勇,林涛
        2024, 38(3): 49-55. DOI: 10.12326/j.2096-9694.2024043
        毛竹热解油改性光敏树脂光固化3D打印优化研究
        摘要：光敏树脂是光固化3D打印的重要原材料，但是目前大多来源于不可再生的石化资源且成本较高，亟待开发绿色低成本的光敏树脂新材料并优化其3D打印工艺。本研究以毛竹（Phyllostachys edulis）热解油为原料来合成生物油改性聚氨酯丙烯酸酯（bio-oil polyurethane acrylate，BPUA）光敏树脂，优化分析得到BPUA树脂光固化3D打印参数为：曝光时间5 s、切片层厚0.05 mm、底层数7层，经紫外光处理后拉伸强度达到21.94 MPa，断裂伸长率17.55%，硬度76.6 HD；采用优化参数成功打印多个平面和三维结构模型，微观形貌和化学结构分析表明打印试件具有较高的尺寸精度和良好的表面质量。  
        关键词：光固化3D打印;毛竹热解油;光敏树脂;聚氨酯丙烯酸酯;工艺参数   
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        发布时间：2024-07-04
      • 邢志栋,徐俊杰,欧荣贤,黄剑飞,易欣,郝笑龙
        2024, 38(3): 56-63. DOI: 10.12326/j.2096-9694.2024021
        密度对稻壳/聚氯乙烯发泡复合材料尺寸稳定性及力学性能的影响
        摘要：针对传统木塑复合材料（wood plastic composites，WPCs）密度大、尺寸稳定性差等问题，以稻壳和聚氯乙烯（polyvinyl chloride，PVC）为原料制备三种密度的稻壳/聚氯乙烯发泡复合材料（rice husk/polyvinyl chloride foamed composites，RHPC），分别标记为RHPC-I、RHPC-II、RHPC-III，探究密度变化对RHPC性能的影响。结果显示：随着发泡程度的增加及密度的减小，RHPC的泡孔均匀程度有所降低。RHPC的线性热膨胀系数（coefficient of linear thermal expansion，CLTE）及吸水膨胀率均逐渐升高，且长度、宽度和厚度三个方向上的尺寸变化率均表现出各向异性；不同湿度和温度作用下的尺寸变化率表明湿度对RHPC尺寸的影响大于温度。RHPC-I、RHPC-II、RHPC-III的弯曲强度、弯曲模量和抗蠕变性能呈下降趋势；RHPC-II由于均匀的泡孔结构呈现出最高的冲击强度和比冲击强度，分别为14.3 kJ/m2和19.9（kJ·m-2）/（g·cm-3）。本研究为轻质高强WPCs的开发和拓宽其应用领域提供指导。  
        关键词：稻壳/聚氯乙烯发泡复合材料;发泡;力学性能;尺寸稳定性;蠕变   
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        发布时间：2024-07-04
      • 孟蒙,巫明惠,周海洋,吕世豪,高振忠,孙瑾
        2024, 38(3): 64-71. DOI: 10.12326/j.2096-9694.2024006
        低共熔溶剂提取油茶果壳木质素及其结构特性研究
        摘要：为提高油茶果壳中木质素的利用价值，实现油茶加工废弃物的高值化利用，在优化工艺：油浴温度160 ℃、处理时间6 h、油茶果壳与低共熔溶剂（deep eutectic solvent，DES）固液质量比为1∶10、DES与H2O的质量比为10∶1的条件下，使用氯化胆碱-尿素（ChCl-U）、氯化胆碱-尿素-H2O（ChCl-U-H）、氯化胆碱-尿素-乙二胺（ChCl-U-E）、氯化胆碱-无水草酸（ChCl-OA）四种DES对废弃油茶果壳进行处理，研究不同DES对油茶果壳中木质素的提取效果，并对提取木质素的结构进行分析。结果显示：ChCl-U-E处理油茶果壳后木质素的提取率最高，达到84.40%；DES中氢键供体解离的质子（H+）能够促进木质素苯丙烷单元间不稳定醚键断裂，形成小分子物质，引入酚羟基、甲氧基和羟甲基等；提取得到的木质素的分子量较小，空间位阻减小，活性增强；提取木质素主要是愈创木基苯丙烷单元，含有少量的对-羟苯基苯丙烷单元，且基本单元结构较为完整。本研究为木质素基酚醛树脂和其他芳香族化合物等的制备提供了理论依据。  
        关键词：油茶果壳;低共熔溶剂;木质素;提取率   
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      • 虞华强,李晓玲,安鑫,段新芳
        2024, 38(3): 72-77. DOI: 10.12326/j.2096-9694.2023111
        木材气干密度与基本密度关系模型比较
        摘要：木材密度包括基本密度、气干密度等，在12%含水率条件下的气干密度（D12）较常用，因此有必要将木材气干密度换算为基本密度（Db）。目前利用木材气干密度计算基本密度的模型有Reyes、Chave、Simpson和Vieilledent模型等，然而这些模型预测结果不完全一致。利用中国林业科学研究院木材工业研究所（Research Institute of Wood Industry，Chinese Academy of Forestry，CRIWI）和法国农业国际合作研究发展中心（French Agricultural Research Centre for International Development，CIRAD）的木材D12和Db数据，首先基于CRIWI的木材密度数据建立D12与Db的关系模型，然后将CRIWI和CIRAD的D12数据分别代入Reyes模型、Chave模型、Simpson模型、Vieilledent模型和新建模型，获得每个树种木材Db的预测值，并根据Db预测值和实测值计算残差绝对值均值。不同模型残差绝对值均值比较结果表明：Reyes模型在利用CRIWI和CIRAD的木材密度数据时预测Db的准确性都比较高，适用性最广；Simpson模型、新建模型在D12高于1.0 g/cm3时预测Db的准确性降低。  
        关键词：木材基本密度;木材气干密度;关系模型;含水率   
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        发布时间：2024-07-04

        讨论与建议

      • 刘峣,李妍,叶森
        2024, 38(3): 78-87. DOI: 10.12326/j.2096-9694.2024036
        国内外智能家居研究进展与趋势——基于2013—2023年核心期刊文献的CiteSpace可视化分析
        摘要：运用CiteSpace软件，对2013—2023年中国知网CNKI和Web of Science核心期刊数据库收录的智能家居领域研究型论文进行可视化分析，为我国智能家居研究提供参考。研究发现：在各发文国家中，美国在智能家居领域的贡献最大，我国的研究虽然具有规模，但目前影响力有限。在作者和机构合作方面，国外机构之间的合作程度较高，我国机构之间合作程度有待加强。在研究热点和趋势方面，国内外研究基本围绕着物联网技术、云计算技术、远程控制等，早期国内研究更强调远程控制和数字家庭，而国外研究注重智能电网、传感器和意见反馈；后期国内研究侧重传感器技术和人工智能交互，国外研究则侧重于能源利用和隐私保护。  
        关键词：智能家居;核心期刊文献;数据可视化;趋势分析;CiteSpace   
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