三维纹理映射技术研究

讨论了三维纹理映射技术中的过程纹理,分析了几种常用的过程纹理函数,运用线性插值和二次插值方法对传统的木纹函数进行了改进,保证木纹颜色变化的连续性,并给出了基于OpenGL实现颜色线性插值和二次插值的木纹效果实例.     

混凝土与木混合结构中木楼盖计算模型

采用有限元软件Sap2000建立了2种不同的混凝土与木混合结构模型,即完全木楼盖模型和简化木楼盖模型;采用这2种模型对于1个单层混合结构抗侧力试验进行了数值模拟;采用简化木楼盖模型和刚性楼盖模型分别建立了6层混合结构模型,对模型进行了抗震分析,并将2种楼盖模型的计算结果进行了对比.结果表明:完全木楼盖模型与简化木楼盖模型都能够较好地模拟单层混合结构试验模型的水平抗侧力性能,简化木楼盖模型可以替代完全木楼盖模型应用于混合结构的受力分析;采用简化木楼盖模型对6层混合结构进行抗震分析所得到的中部框架受到的水平力略大于边框架,简化木楼盖模型与刚性楼盖模型进行时程分析所得到的顶点时程位移曲线较为接近.     

青钱柳胸径生长和木材密度的地理变异规律

【目的】青钱柳是我国特有的单种属植物和具有开发利用前景的珍贵树种,通过探讨青钱柳胸径生长和木材基本密度的地理变异及径向变异规律,为青钱柳材用优良地理种源筛选提供依据。【方法】以天然分布的不同地理种源青钱柳为研究对象,选择群落中的优势木和亚优势木,用生长锥在树高1.3 m(胸径位置)处同一方位钻取单株木芯,共计钻取木芯197条,测定22个地理种源各单株木芯的胸径部年轮生长量和木材基本密度。【结果】22个青钱柳地理种源的胸径生长存在极显著差异(P<0.01)。林龄为20年生时,22个青钱柳地理种源胸径平均生长量为18.6 cm,变幅在16.7～20.9 cm,总体呈现出从西北到东南生长量递增的趋势; 青钱柳的胸径连年生长量在0.69～1.24 cm,随林木年龄递增,其连年生长量在波动中逐渐下降。不同地理种源青钱柳的平均木材基本密度存在极显著差异(P<0.001),22个地理种源青钱柳木材基本密度的平均值为0.470 g/cm³,变幅在0.400～0.510 g/cm³; 不同生长年轮间平均基本密度存在显著差异,其木材的平均基本密度随生长年轮的递增呈现径向递增的趋势,但前18 a其木材基本密度不存在显著差异。相关分析表明,青钱柳胸径生长与木材基本密度间存在显著线性负相关(P<0.05)。【结论】不同地理种源青钱柳的胸径生长和木材基本密度存在显著差异,为青钱柳材用优良地理种源筛选提供了良好空间和可能性。     

木材表面SiO2/环氧树脂/氟硅烷复合超疏水膜的构建

【目的】为获得具有良好机械耐磨性的超疏水木材,构建了木材表面SiO₂/环氧树脂/氟硅烷复合超疏水膜。【方法】采用两步法在木材表面构建有机/无机复合超疏水涂层,在木材基底预置透明环氧树脂底层以覆盖木材表面天然微沟槽结构,然后构建SiO₂/环氧树脂/氟硅烷(FAS)复合超疏水薄膜。采用场发射扫描电子显微镜、原子力显微镜以及傅里叶红外光谱仪对超疏水涂层的微观形貌和化学组成进行表征,并测试其疏水、疏油和机械耐磨性能。【结果】木材表面复合超疏水涂层具有精细的微/纳米二元粗糙结构,该结构协同低表面能物质FAS,使木材表面不仅具有良好的超疏水性能(水静态接触角为153°,滚动角低于4°),而且疏油(乙二醇接触角为146°,滚动角低于11°); 经砂纸多次磨擦后木材表面水接触角和滚动角基本不变,超疏水性能保持稳定,超疏水涂层的微纳米结构及疏水物质依然保留,表现出良好的机械耐磨性。【结论】有机/无机复合超疏水涂层体系中,环氧树脂由于黏结作用使得SiO₂纳米粒子与木材基底形成牢固的结合,从而赋予涂层良好的机械稳定性。     

木材趋磁性仿生矿化形成及微波吸收性能

 依据仿生矿化原理,以天冬氨酸为生物分子诱导剂,通过低温溶剂热法在木材表面沉积MnFe₂O₄晶体的方式制备趋磁性木材样品,并采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、振动磁强计（VSM）和矢量网格（VNA）等方法对试样进行了表征分析。结果显示,在低温碱性的溶剂热矿化条件下,磁性MnFe₂O₄晶体在天冬氨酸的诱导作用下可负载于木材表面形成趋磁性木材;趋磁性木材试样的反射损耗（RL）曲线最小值（-12 dB）出现在频率15.52 GHz时,并且在频率14~17 GHz范围内,试样的RL值小于-9 dB,表明趋磁性木材具有良好的微波吸收性能,是一种优良的防电磁污染的吸波复合材料。     

美洲黑杨无性系木材纤维性状遗传变异

【目的】美洲黑杨是苏北地区栽植面积最大的用材树种之一,具有重要的经济价值和生态价值。近年来,随着市场对杨树木材需求量的增加及质量要求的提高,对杨树材性改良的研究迫在眉睫。材性性状中,纤维长度、纤维长宽比等性状值的大小直接影响杨木制浆性能和造纸质量。通过对美洲黑杨无性系木材纤维性状遗传变异的研究,了解杨树木材纤维性状的遗传变异规律,为杨树材性改良及新品种选择提供科学依据。【方法】以泗洪县林场11个美洲黑杨无性系10年生对比试验林为材料,选取各无性系在各区组的标准株,测量其胸径和树高后,伐倒并在离地1.3 m处截取圆盘带回实验室气干备用。试样经脱木素试剂处理后,分别用光学显微镜及纤维形态自动分析仪(MORFI)测量其纤维长度和纤维宽度,计算得到纤维长宽比。将两种测量方法得到的数据进行回归分析,确定回归方程,使后续大规模测定的数据更加精确。使用SPSS 19.0对获得的数据进行分析处理,得到各纤维性状的遗传变异规律和性状间相关关系。采用K-means法对11个无性系进行聚类分析,选取纤维性状和生长性状均表现优异的无性系。用R语言作图,进行数据可视化表达。【结果】用两种测量方法测得的纤维长度、纤维长宽比回归分析R²值均大于0.9, MORFI测量值可靠。纤维长度和纤维长宽比的大小均随林龄增加而增加。11个无性系纤维长度、纤维宽度和纤维长宽比的平均值分别为1 107.8 μm、22.3 μm和49.57。3个纤维性状在无性系间存在显著差异,区组间差异不显著;纤维长度、纤维宽度和纤维长宽比性状的遗传力分别为0.764、0.832和0.590。3个纤维性状在第3、6、9龄间表现出高度相关。纤维长度与生长性状间的相关系数为0.21~0.25,纤维宽度与生长性状间相关系数处于0.39~0.48;纤维长宽比与生长性状间相关系数为-0.07~-0.02。11个无性系可分为3类,其中4-6、4-50、2-2和4-45表现优异,10-34、7-40、7-53和8-9表现次之,7-45、1-20和7-38表现较差。【结论】MORFI(纤维形态自动分析仪)可以快速且较为精确地测量纤维长度和纤维宽度,适合大批量数据的测定,但测定结果需进行回归调整。纤维长度和纤维长宽比随着林龄增大而增加,说明随着林龄的增加,木材制浆性能增强。美洲黑杨无性系纤维性状存在遗传变异,且变异受遗传的影响大于受环境的影响。各纤维性状在幼林第3龄与中林第6龄和成林第9龄间相关密切,且为正相关,对美洲黑杨纤维性状的选择可在林木生长早期进行。美洲黑杨无性系生长性状与纤维长度、纤维长宽比性状间的相关性不显著,在美洲黑杨纤维用材遗传改良时可采用独立选择方法。11个无性系中,2-2、4-6、4-45和4-50在纤维性状和生长性状方面均表现优异,可进行进一步遗传测定,为新品种选育创造条件。     

10年生木荷生长和材性性状家系变异及选择

【目的】分析10年生木荷优树自由授粉家系生长和材性性状的遗传变异及相关性,选择生长兼材性优良的家系,为木荷高世代育种和改良提供材料。【方法】以2008年在福建建瓯营建的113个木荷优树自由授粉家系为材料,探讨树高、胸径和木材基本密度的遗传变异规律,并进行遗传参数估算和相关性分析,在此基础上选择生长和材性兼优的家系。【结果】10年生木荷优树自由授粉家系的树高、胸径和木材基本密度均在家系间呈极显著差异。木材基本密度受遗传效应影响较大,而树高和胸径除受遗传控制,还受遗传和环境互作的影响。树高和胸径在产地间差异极显著,而木材基本密度差异不显著。表型变异系数和遗传变异系数由大到小依次为胸径(12.13%和7.74%)、树高(8.28%和3.58%)、木材基本密度(2.82%和1.92%),说明胸径在家系间变异较大,木材基本密度变异较小。遗传力估算结果显示,家系遗传力和单株遗传力由大到小依次为木材基本密度(0.48和0.42)、胸径(0.44和0.35)、树高(0.32和0.26),它们受中度偏强的遗传控制;表型和遗传相关结果显示,树高与胸径间呈极显著正相关,而树高和胸径与木材基本密度间无相关性,因此,生长性状与木材基本密度可独立选择。以分别大于家系胸径均值的10%和木材基本密度平均值为选择标准,选择出13个生长兼材性优良的家系,胸径和木材基本密度的平均遗传增益分别为6.99%和1.18%,平均现实增益分别为16.08%和2.42%。【结论】供试木荷生长性状除遗传控制,还受遗传与环境互作的影响,木材基本密度受遗传效应的影响较大。胸径具有较强的变异性;木材基本密度受遗传控制较强。生长性状和木材基本密度可独立选择。本次从113个木荷优树自由授粉家系中选择出了13个生长兼材性优良的家系。     

腐烂等级、径级对阔叶红松林木质残体含水率和密度的影响

【目的】含水率和密度是木质残体重要的物理性质。为了更合理地评估森林生态系统养分含量和生产力变化,对阔叶红松林木质残体的含水率和密度进行研究。【方法】以东北典型阔叶红松林中主要树种红松、臭冷杉、枫桦、槭树、椴树、水曲柳、榆树的木质残体为研究对象, 对5个腐烂等级(Ⅰ—Ⅴ)下的3个径级(ⅰ—ⅲ)进行取样, 分析腐烂等级、径级、树种、结构组分(边材、心材)对木质残体含水率、密度的影响。【结果】随腐烂等级的增加, 木质残体含水率显著增加, 密度显著降低; 除腐烂等级Ⅲ和总体木质残体边材密度显著高于心材外, 其余腐烂等级木质残体含水率、密度在边材与心材之间均无显著差异; 除腐烂等级Ⅰ的木质残体心材含水率外, 其余腐烂等级木质残体边材、心材的含水率和密度在部分树种之间均有显著差异。木质残体含水率、密度在径级间均无显著差异; 径级ⅰ的木质残体边材、心材含水率在部分树种间有显著差异, 径级ⅰ、ⅲ的木质残体边材、心材的密度在部分树种间均有显著差异。【结论】受不同因素的影响,阔叶红松林木质残体的含水率、密度有不同的变化规律, 且腐烂等级以及树种是导致木质残体分解过程中引起含水率、密度显著变化的重要因素。     

水热-微波处理水曲柳顺纹压缩应力-应变本构关系

通过对水热-微波联合处理的水曲柳幼龄材和成熟材顺纹压缩过程中应力-应变关系和木材化学组分变化的分析,建立木材顺纹压缩应力-应变本构关系.结果表明:在水曲柳顺纹压缩的初始阶段,应力-应变符合线性的弹性虎克定律;在弹塑性阶段,也基本符合线性的力学关系,建立的水曲柳幼龄材和成熟材顺纹压缩应力-应变本构关系由常数项(比例极限应力)和应力-应变线性关系表达式两部分构成;相同顺纹压缩率下幼龄材弹性模量和应力大于成熟材,主要受到木材化学组分差异的影响.