摘要
本篇论文对胶合板热压过程和低温状态的传热性能以及低温状态的弯曲力学性能进行了研究,得出以下结论:
(1)胶合板热压过程中心层温度变化曲线基本可以根据热压时间分为短暂恒温、快速升温、水分汽化恒温和慢速升温四个阶段;胶粘剂种类、施胶量、单板材种、纹理排列方式和板坯密度对胶合板的热压传热过程影响很小;单板含水率、板材厚度和热压板初始温度对胶合板热压传热影响比较显著。
(2)胶合板在低温状态的冷却过程可以分为快速降温和减速降温两个阶段;升温过程可以分为开始阶段、快速升温和升温速度减缓三个阶段;胶粘剂种类、施胶量、单板材种和纹理排列方式对胶合板低温状态冷却过程和升温过程的传热性能影响很小;含水率、板材厚度和密度对胶合板低温状态传热性能有影响。
(3)可以分别采用马尔萨斯(Malthus)模型、线性模型和幂函数模型模拟的方式对胶合板热压过程和低温状态的传热性能进行数学模拟。
(4)低温处理(-196℃,48h)对胶合板的弯曲力学性能有降低效应;低温状态(-196℃)对胶合板弯曲力学性能有增强效应;板材含水率对胶合板低温状态弯曲力学性能有显著影响;胶合板在三种不同状态下MOR和MOE之间具有很好的相关性;可以利用胶合板的MOE二次多项式函数关系式来预测胶合板的MOR数值。
(5)以MOR∥、MOR⊥、MOE∥和MOE⊥的测试数值作为考察对象,对桦木胶合板在三种状态条件下的弯曲力学性能进行了统计分析,结果表明胶合板的弯曲力学性能能够较好的符合概率正态分布和威布尔分布数学模型。
In this paper, heat-conduction during the process of hot pressing and in low temperature of plywood were tested and analyzed; the bending performance of plywood in low temperature was researched. The results showed:
(1)The curves of temperature changing of mat central layer during the process of hot pressing were obviously divided into four stages. Adhesive types, resin content, wood species and fibred form affected heat-conduction during the process of hot pressing indistinctively. Thickness of panel, moisture content of veneer and the original temperature of mat impacted heat-conduction greatly.
(2)The curves of temperature changing of mat central layer during the process of refrigeration by low temperature were divided into two stages. The curves of temperature changing of mat central layer during the process of calefaction by low temperature were divided into three stages. Adhesive types, resin content, wood species and fibred form affected heat-conduction in low temperature indistinctively. Thickness of panel, moisture content of veneer and density of mat impacted heat-conduction in low temperature greatly.
(3)The heat-conduction of plywood during the process of hot pressing and in low temperature could be simulated by Malthus model, Liner Function and Power Function.
( 4) Bending performance of plywood descended after treated with low temperature. Bending performance of plywood was enhanced by low temperature. Moisture content of plywood impacted bending performance in low temperature greatly. The relativity of MOR and MOE was remarkable. The MOR values of plywood could be doped out by 2-Polnomial Function.
(5)To analyze statistically the bending performance of plywood in different states, the MOR∥、MOR⊥、MOE∥and MOE⊥of plywood were researched Statistically in this paper. The results showed that the bending performance of plywood was in line with Normal distribution and Weibull distribution.
引文
[1]国家林业局森林资源管理司.第六次全国森林资源清查及森林资源状况[J].绿色中国,2005,1:10~12.
[2]中国森林现状点评[J].中国林业,2005,11B:37.
[3]鲍甫成,江泽慧.中国主要人工林木材性质[M].北京:中国林业出版社,1998.
[4]王恺,丁美蓉.21世纪我国木材工业展望[J].林产工业,2000,27(3):3~6.
[5]宋孝金.竹木并举发展福建林产工业[J].林业科技开发,1999,4:48~50.
[6]岳孔.速生杨木改性材力学性能及耐久性研究[D].博士学位论文,南京林业大学,2008:1~13.
[7]中国林业局编.中国林业统计年鉴[M].北京:中国林业出版社,2003: 722~725.
[8]中国林业局编.中国林业统计年鉴[M].北京:中国林业出版社,2005: 330~331.
[9]国家林业局.中国林业白皮书《2003年中国林业发展报告》[R].2003,12.
[10]叶克林.加入WTO后中国木材工业面临机遇挑战[J].木材工业.2004,18(4):1~4.
[11]吕斌,唐召群.我国胶合板质量现状分析[J].木材工业.1999,13(2):31~38.
[12]陈水合.我国胶合板业在超高速发展中的[J].人造板通讯.2004,7:8~11。
[13]詹祖光.我国胶合板生产的现状和发展前景探讨[J].林产工业.2000,27(5):7~10.
[14]杨鹤筹.国内外胶合板产业的现状及展望[J].建筑人造板.2001(1):16~19.
[15]先智伟,谢箴.世界LNG装置现状及发展[J].天然气与石油.2005,23(2):6~7.
[16]张厚五编译.变革中的全球LNG市场[J].上海煤气.2005(5):38~41.
[17]弓燕舞,江金华.液化天然气罐式集装箱公路运输经济性分析[J].油气储运.2005,24(5):51~51.
[18] Hock Cheng Heng, Suhaili Idrus. The Future of Gas to Liquids as a Gas Monetisation Option[J].Journal of Natural Gas Chemical .2005,13(2):63~65.
[19]马晓茜,廖艳芬.液化天然气储运与利用中的几个关键问题[J].石油与天然气化工. 2005,34(5):363~367.
[20]华贲.利用海外LNG资源的战略思考营销与经济[J].天然气工业.2005,25(5):124~125.
[21]程文龙,赵锐,陈则韶.对一种利用液化天然气冷能实现零排放的能量系统的评估[J].中国电机工程学报.2005,25(16):102~106.
[22]贺宇,杨梅.液化天然气的应用和国际贸易[J].天然气和石油.2005,23(2):1~2.
[23]廖志敏,杜晓春,陈刚,邓少伟,熊珊.LNG的研究和应用[J].天然气与石油.2005,23(3):28~31.
[24]李兆慈.我国LNG储运设备的发展状况[J].石油工业技术监督.2005:55~56.
[25]吴润元.LNG船-顶级造船技术的体现[J].交通与运输.2002:22~23.
[26] LNG船:异军突起前景看好[J].中国船检.2004:28~32.
[27]杨世铭、陶文铨.传热学[M].北京:高等教育出版社,2004.
[28]约翰﹒F﹒肖著,肖亦华等校.木材传热传质过程[M].北京:中国林业出版社,1983.
[29]李坚等编著.木材科学[M].哈尔滨:东北林业大学,1994:177~189.
[30]陆仁书主编.胶合板制造学(第二版)[M].北京:中国林业出版社,1993.
[31] MacLean J.D.1942:The rate of temperature change in wood panel heated between hot plates.
[32] MacLean J.D.1943: Method of computing the rate of temperature change in wood and plywood panels when the two opposite surfaces are maintained at different temperature.
[33]谢力生.干法纤维板热压过程中的传热研究[D].南京林业大学,2003:10.
[34] F.F.P.科尔曼等著;江良游,朱政贤等译.木材学与木材工艺学原理实体木材[M].北京:中国林业出版社.1991:233.
[35] Kollmann f,Malmaquist L 1956 Untersuchungen uber das Strahlungsverhalten trockener Holzer.HolzRoh-Werkst 14:201~204.
[36] Franz F.P.Kollman,Edward W.Kuenzi,Alfred J.Stamm著;杨秉国译.木材学木材工艺学原理(人造板).北京:中国林业出版社.1984:361~372.
[37]Grasser.B.Temperatureverlauf in industrill gefertigten Spanplatten wahrend des Pressvorgangs.Holz-Zbl.88:137.
[38]孙光瑞.刨花板板坯表面增湿处理-缩短热压周期的有效途径[J].木材工业,1995(5):8~12.
[39]黎爱纯.中密度纤维板导热系数的测定[J].林产工业,1997(2):27~30.
[40]靖葳,俞昌铭,冯俊小,ChunpingDai,PascalHubert.木材热压过程热量与含湿量传输数学模型初探[J].木材加工机械,1999(3):5~9.
[41]谢力生,赵仁杰,张齐生.常规热压法干法纤维板热压传热的研究理想条件下板坯中心层达到胶粘剂固化温度所需时间的数学模型[J].中南林学院学报,2002(2):92~95.
[42]谢力生,赵仁杰,张齐生.常规热压干法纤维板热压传热的研究[J].无胶纤维板热压传热的实用数学模型.中南林学院学报,2003(2):66~70.
[43]谢力生,赵仁杰,张齐生.常规热压干法纤维板热压传热的研究干法纤维板热压传热的实用数学模型[J].中南林学院学报,2004(1):60~62.
[44]张德荣,张双保,于志明,李建章,周文瑞.刨花板生产中热压工艺理论的研究[J].木材加工机械,2004(2)13~15.
[45]严永林,陈哲.板坯预热对中心层温度的影响[J].木工机床,2004(3):12~13.
[46]谢力生.板坯预热及板坯初始温度对干法纤维板热压传热的影响[J].林业科技,2004(1):36~39.
[47]林利民,由昌久,杨玲.单板类人造板热压过程传热速度的研究[J].林业科技,2004(4):32~35.
[48]于志明,吴娟,陈天全.人造板热压过程中板坯内部环境的研究进展.北京林业大学学报,2004(5):80~84.
[49]周晓燕,李键,周定国.轻质麦秸板的传热特性[J].南京林业大学学报(自然科学版),2004(6):1~4.
[50]谢力生,向仕龙.板坯表面喷水对干法纤维板热压传热的影响[J].北京林业大学学报,2005(7):74~77.
[51]谢力生,杨珍.板坯表面喷水对刨花板热压传热的影响[J].木材工业,2005(4):12~14.
[52]谢力生,陈哲,赵仁杰,张齐生.常规热压高密度干法纤维板内部温度的变化[J].南京林业大学学报(自然科学版),2005(1):33~36.
[53]吴娟,于志明,陈天全.大片刨花板热压的传热过程[J].北京林业大学学报,2005(2):92~95.
[54]李文军,于志明,张璧光.刨花对流干燥过程的传热传质研究动态[J].林业科学,2006(8):116~120.
[55]隋仲义,唐伟,王春明等.竹木复合材导热性能的研究[J].林业科技,2006(1):50~51.
[56]李晓平,高魏,周定国.稻草-木材复合空芯刨花板保温性能研究.中国人造板,2007(6):7~8.
[57]马荣,乔冠军,金志浩.木材陶瓷导热行为的模拟与验证[J]。兵器材料科学与工程,2007(2):14~16.
[58]傅峰,华毓坤.以旋转设计研究竹帘胶合板的静曲强度和弹性模量[J].建筑人造板,1994(3):8~10.
[59]林利民,王清柳.提高木材胶合板混凝土模板力学性能的初步研究[J].林业科技,1997,22(6):41~44.
[60]时君友,王喜军,金学峰.改性酚醛树脂胶合高含水率单板[J].木材工业,1997,11(3):7~10.
[61]金维洙,杨家武,关小平等.单板木束复合板主要物理力学性能的试验研究[J].林产工业,1999,26(6):3~4.
[62]龚仁梅,何灵芝等.温度对人工林落叶松材物理力学性能的影响[J].林业科技,2000,25(5):39~40.
[63]那斌,卢晓宁.胶合板弹性特性预测[J].建筑人造板,2002(1):31~33.
[64]曹忠荣,张汉平.胶合板模板使用过程中抗弯性能衰减修正系数的确定[J].木材工业,2003,17(4):6~8.
[65]吕斌,付跃进,杨帆等.结构胶合板几种力学检测方法的探讨[J].木材工业,2004,18(5):21~23.
[66]杨庆,行淑敏,郑增处.表面强化杨木胶合板模板的研究[J].林产工业,2005,32(5):31~33.
[67]关明杰,朱一辛,张晓冬,张齐生.湿热条件对木竹复合胶合板弯曲性能的影响[J].南京林业大学学报(自然科学版),2005,29(6):106~108.
[68]蒋佳荔,吕建雄.木材动态粘弹性的含水率依存性[J].北京林业大学学报,2006,28(2):119~123.
[69]范玉凯,关明杰,朱一辛等.单板湿热塑化处理对杨木LVL的性能影响[J].林业科技开发,2006,20(4):42~44.
[70]杨家富,罗江丽,张晓冬等.浸渍塑化杨木单板顺纹拉伸性能的研究[J].南京林业大学学报(自然科学版),2006,30(6):96~98.
[71]董国斌,刘迎涛. FRW阻燃杨木胶合板物理力学性能和阻燃性能的研究[J].林业科技,2007,32(1):50~52.
[72]刘焕荣,刘君良,柴宇博.不同因素对竹/木复合强化单板层积材MOR和MOE的影响[J].林业工业,2007,34(1):21~23.
[73]巢亮,叶果,韩健等.小变形条件下竹胶合板弯曲力学特性研究[J].林业机械与木工设备,2008,36(3):22~24.
[74]朱一辛,关明杰,李燕文.杨木单板的湿热处理对单板层积材性能的影响[J].林业科技,2008,33(1):40~43.
[75]陆仁书主编.胶合板制造学(第二版).北京:中国林业出版社,1993:1~3.
[76]谢力生.干法纤维板热压过程中的传热研究[D].博士学位论文,南京林业大学,2003:20~21.
[77]陆仁书主编.胶合板制造学(第二版).北京:中国林业出版社,1993:98~103.
[78]李坚等编著.木材科学[M].哈尔滨:东北林业大学,1994:188.
[79]尹思慈主编.木材学[M].北京:中国林业出版社,1996:122.
[80]李坚等编著.木材科学.东北林业大学,1994:186.
[81]尹思慈主编.木材学[M].北京:中国林业出版社.1996:133.
[82] MacLeanJ.D.1942:The rate of temperature change as in wood panel heated between hot plates; MacLeanJ.D.1943:Method of computing the rare of temperature change in wood and plywood panels when the two opposite surfaces are maintained at different temperature.
[83]谢力生,赵仁杰,张齐生.常规热压法干法纤维板热压传热的研究Ⅰ理想条件下板坯中心层达到胶粘剂固化温度所需时间的数学模型[J].中南林学院学报.2002,22(2):92~95.
[84]谢力生,赵仁杰,张齐生.常规热压法干法纤维板热压传热的研究Ⅱ无胶纤维板热压传热的实用数学模型[J].中南林学院学报.2003,23(2):66~70.
[85]谢力生,赵仁杰,张齐生.常规热压法干法纤维板热压传热的研究Ⅲ干法纤维板热压传热的实用数学模型[J].中南林学院学报.2004,24(2):60~62.
[86]王逢瑚,李鹏,陶毓博.木材单板热压导热数学模型和可视化数值解的研究[J].材料热处理学报.2005,26(1):90~92.
[87]余养伦,于文吉,江泽慧,王天佑.单板层积材热压升温曲线数值模拟的研究[J].材料热处理学报.2007,28(1):130~133.
[88]李坚等著.木材科学[M].哈尔滨:东北林业大学出版社,1994,254~255.
[89]尹思慈主编.木材学[M].北京:中国林业出版社,1996,181~182.
[90]李坚等著.木材科学[M].哈尔滨:东北林业大学出版社,1994,279.
[91] Patrick D.T.O’Connor编.实用可靠性工程(第四版).北京:电子工业出版社,2005:52~55.
[92]岳孔.速生杨木改性力学性能及耐久性研究[D].博士学位论文,南京林业大学,2008:41~56.
[93]道格拉斯.C.蒙哥马利,乔治.C.朗格尔,诺尔马.法里斯.于贝尔著,代金,魏秋萍译.工程统计学[M].北京:中国人民出版社,第三版,2005:52~81.
[94]叶卫平,方安平编.Origin 7.0科技绘图及数据分析[M].北京:机械工业出版社:2004:167~175.
[95]刘则毅主编.科学计算与Matlab [M].北京:科学出版社,2001:268~277.
[96] Dai C,Steiner P R.Compression behavior of randomly formed wood flake mats[J].Wood and Fiber Sci,1993,25(4):349~358.
[97] Strickler M D.The effect of press cycles and moisture content on properties of Douglas-fir flake-board[J].Forest Prod J,1959,9(7):203~207.
[98] Bodig J,Jayne B A.Mechanics of wood and wood composites[W]. Van Bostrand Reinhold Co,Inc NewYork,1982:712~718.
[99] TABARSAT, CHUI YH.Effect of hot-pressing on properties of white spruce[J].Forest Prod J,1997,47(5):71~76.
[100] Hillis W E.High temperature and chemical effects on wood stability-PartⅠGeneral consideration[J].Wood Sci &Tech,1984,18(3):281~293.
[101]王补宣.多孔介质中的对流传热传质[J].西安交通大学学报,1994,28(5):51~58.
[102] Zombori G B, Kamke F A.Simulation of the mat formation process[J].Wood Fiber Sci,2001,33(4):564~579.
[103]林铭,谢拥群,杨庆贤.木材热导率内在规律的理论研究[J].福建林学院学报,2004,24(1):25~27.
[104]杨庆贤.木材热学参数的理论表达式[J].福建林学院学报,2001,21(4):329~331.
[105]杜朝刚,陈天全,常建民.刨花板热压过程中的传热传质研究现状和展望[J].林产工业,2004,31(5):9~14.
[106]王逢瑚,李鹏,陶毓博.单板层积材热压导热数学模型和可视化数值解的研究[J].材料热处理学报,2005,26(1):90~92.
[107] Leon G,Cruz-de-Leon J,Villasenor L.Thermal characterization of pine wood by photoacoustic and photothermal techniques[J].Holzals Roh-und Werkstoff, 2000,58(4):241~246.
[108] Sand U,Sandberg J,Bel Fdhila R.Two-phase transport model for the pyrolysis process of a vertical wood cylinder,including the surrounding flow field[J]. International Journal of Green Energy,2006,3(1):63~78.
[109]周义仓,赫孝良.数学建模实验[M].西安:西安交通大学出版社,1999:274~284.
[110]江泽慧,余养伦,于文吉,等.桉树木材生产单板层积材研究[J].林业科学,2007.
[111] Carvalho, Costa. Modeling and simulation of the hot-pressing process in the production ofmedium density fiberboard (MDF)[J]. Chem Eng Comm, 1998,17:01~21.
[112]苏全明.MATLAB实用指南[M].北京:电子工业出版社, 2002.
[113]杨世铭编.传热学[M].北京:高等教育出版社, 1987. 83~120.
[114]王补宣著.工程传热传质学[M].北京:科学出版社,1982. 240~276.
[115]孔详谦编著.热应力有限单元法分析[M].上海:上海交通大学出版社,1999.10~18.
[116]滕晓青,顾永宁.单壳双底货船舱段结构瞬态温度场和热应力[J].船舶力学,2003, 7(2):51~60.
[117]陈伯真,胡毓仁.船体温度分布及温度应力计算[J].上海交通大学学报,1995,29( 3) : 31~41.
[118]叶长桑.MATLA在稳态与动态导热过程分析中的应用[J].计算机与应用化学.2006,23(10):986~990.
[119]郝平娇,李士雨.浅谈MATLAB在化工计算中的应用.计算机与应用化学,2000,17(4):371~374.
[120]程江,黄翘云,杨卓如.MATLAB用于化学吸收过程动态模拟.计算机与应用化学,2003,20(1)31~34.
[121]沈观林.复合材料力学[M].北京:清华大学出版社,1996.
[122]张锦等.新型复合材料力学机理及其应用[M].北京:北京航空航天大学出版社,1993.
[123]李顺林.复合材料力学引论[M].上海:上海交通大学出版社,1986.
[124] Chung KF. Green Building Council of Australia [J].The National Austria Building Environmental Rating System (NABERS).2001(8):88-89.
[125] ErikHW. Development and modeling of thermal conductive poly-mere/carbon composites[D]. Chemical Engineering Department, Michigan Technological University, 1999.