Cemented carbide circular saw blades are widely used for wood cutting, but they often suffer from vibration and noise issues. This study presents a multi-objective optimization method that integrates ANSYS and MATLAB to optimize the design of noise reduction slots in circular saw blades. A mathematical model was developed to correlate the emitted sound power with the overall vibration intensity. A multi-objective optimization model was then formulated to map the slot shape parameters to the deformation, equivalent stress, and vibration intensity during sawing. The ABAQUS thermal–mechanical coupling analysis was used to determine the sawing force and temperature field. The NSGA-II algorithm was applied on the ANSYS–MATLAB platform to iteratively compute slot shape parameters and conduct optimization searches for a globally optimal solution. Circular saw blades were fabricated based on the optimization results, and experimental results showed a significant reduction in sawing noise by 2.4 dB to 3.0 dB on average. The noise reduction effect within the specified frequency range closely agreed with the simulation results, validating the method’s efficiency. This study provides a feasible and cost-effective solution to the multi-objective optimization design problem of noise reduction slots for circular saw blades.
Fast pyrolysis experiments were conducted on xylan (XY) using pyrolysis-gas chromatography/mass spectrometry (Py-GC/MS) to explore influences of the reaction temperature, duration, and catalysts on product distributions from XY pyrolysis. The results show that temperature and duration can notably influence the classes and yields of compounds generated by the pyrolysis of hemicellulose. Pyrolysis at 500–600 °C for a duration of 5–20 s is conducive to improving the yields of condensable volatiles from hemicellulose pyrolysis. In all catalytic experiments, when taking HZSM-5 as the catalyst, alcohols (37.31%), carbohydrates (27.61%), and hydrocarbons (3.71%) have the highest contents while aldehydes (9.76%), ketones (2.20%), esters (0%), furans (0%), and N-compounds (4.09%) possess the lowest contents. MCM-41 promotes production of aldehydes (59.94%), acids (5.11%), ketones (6.92%), phenols (0.30%), ethers (0.61%), and N-compounds (18.70%) while inhibiting generation of alcohols (1.21%) and carbohydrates (3.79%). ZrO 2 is conducive to increasing the content of furans (2.23%) while decreasing the content of acids (0.64%).
水热处理和碱处理诱导竹材细胞壁组分降解和小分子物质的溶解,可缩短无机硅在竹材内的有效渗透路径,提供额外的微/纳米通道和沉积空间.以四年生毛竹为研究对象,采用显微观察技术、傅里叶变换红外光谱技术和X射线衍射技术等,探究水热处理和碱处理对竹材微观结构、液体渗透性和化学组成的影响,揭示预处理方式对无机硅矿化竹材疏水性、力学性能和热稳定性等性能的作用机制.结果表明:相比于水热处理,碱处理对细胞壁中半纤维素和木质素的降解效果更为显著,构筑了疏松的细胞壁结构状态.但碱处理过程中的降解作用,在一定程度上给竹材的吸水性、吸湿性、表面硬度和力学性能等带来负面影响.无机硅矿化作用可以弥补上述负面作用,以改善竹材的疏水性、阻湿性和力学性能等.同时,无机硅矿化与碱处理可协同提高竹材的热稳定性.
经济林病害影响和制约着我国经济林产业的发展,生物防治因对环境和人类健康友好而备受关注.目前生防菌已被广泛应用于植物病害的生物防治,其通过对病原菌的竞争作用、重寄生作用、拮抗作用和对植物的促生作用、诱导抗性作用达到病害防治的效果.植物精油则通过影响病原菌细胞壁、细胞膜的合成及功能,干扰其呼吸与能量代谢、遗传物质的合成及相关功能调控、生物膜的功能及群体感应系统达到抑制病原菌的效果.综述了经济林病害中生防菌抑制病原菌的拮抗机理与精油抑菌机理,为经济林病害生物防治提供科学依据,并展望了低成本、高效率的植物精油抑菌剂在经济林病害生物防治中的潜力.
为分析东北地区朝鲜族传统家具装饰纹样及现代创新应用,本文以馆藏家具作为研究对象,对其装饰纹样进行分类,通过对纹样的理解与分析,总结出朝鲜族传统家具装饰纹样的艺术特征.通过对朝鲜族传统家具装饰纹样的研究,得出其装饰纹样所具有的包罗万象的宇宙观、敬重自然的群体理念和包容多元的文化内涵.在此基础上,提出现代设计应用的三点原则,在保留民族艺术特征的前提下,结合所述原则对朝鲜族传统家具装饰纹样进行再设计并应用于家具设计实践.
胶合木结构以极大的灵活性、优秀的结构承载能力在全世界得到了广泛的应用.目前,国内对于胶合木结构的研究和应用呈现上升趋势,相关规范也逐渐趋于完善.以南京工业大学求索亭设计为例,通过分析比较多种材料及结构形式的实施方案,总结笔者参与的胶合木结构景观建筑项目设计及施工过程,以期为类似项目的设计和建造提供参考.
基于深度学习技术的火灾检测方法迅速发展,为森林火灾检测提供了新的发展方向.介绍了深度学习的概念、主要模型及在森林火灾检测中的优势,详细阐述了深度学习在森林火灾烟雾与火焰特征的提取、火灾与非火灾图像的分类、火灾的预判跟踪中不同深度学习模型的应用,并对当前方法进行了总结分析.最后,提出了目前存在的问题以及未来的研究方向,以期为森林火灾检测提供新思路.
针对黄桦(Betula arneghaniensis britton)木片刨花生产过程中的关键影响因素进行研究,旨在通过优化刨花机参数和切削工艺实现节能降耗、提高木材资源利用率和刨花质量的目的.研究考察了CAE式圆盘刨片机的飞刀前角、后角、刀伸量、底刀刃角及木材温度、切削方向、刨花切削高度对黄桦刨花生产过程的影响.以黄桦刨花的长度分布和抗拉强度作为刨花质量的评价指标,并以卷曲指数和能源消耗为依据优化黄桦刨花的生产控制.结果表明:采用纵向切削获得的刨花质量更好.增加木材温度和底刀刃角也可以有效提升刨花质量,但增加底刀刃角会增加能耗.研究结果对于指导定向刨花板(OSB)的生产、提高木材资源利用效率,及提高经济效益具有重要意义.
油茶果壳作为茶油加工的副产物,一直被视为农林废弃物.利用油茶果壳部分替代杨木制备木塑复合材料(WPC),是油茶果壳工业化利用的有效途径.采用挤出成型的方法,探究了不同质量油茶果壳替代杨木对WPC性能的影响.结果表明:随着油茶果壳替代杨木的比例由0增至1/2,制得的WPC弯曲强度和拉伸强度先增大后减小,当替代量为1/6时,其弯曲和拉伸强度最大,分别提高了5.39％和3.67％,冲击强度升高;WPC的热解起始温度变低,最大失重速率减少31.59％;储能模量逐渐减小,损耗角正切值和复数黏度增大;当油茶果壳替代量为1/2时,其7天吸水率降低了35.41％.用油茶果壳部分替代杨木制备WPC,既能保证抗弯强度,还能增强复合材料的冲击韧性、尺寸稳定性等.
针对板式定制家具混合流水车间在制造过程中出现的机器故障问题,通过分别对三种典型的机器故障场景进行了对比分析,生成三种重调度方案.在此基础上,以最小完工时间为目标,构建了一个考虑故障可恢复性的动态调度模型,并采用一种融合ICA算法和完全重调度策略的方法进行求解.结果表明:提出的模型与方法能够有效降低机器故障对生产的影响,使三种故障场景下的调度效率分别提高了8％,16.3％和14.5％,达到了提高车间调度效率,缩短板件完工时间的目的.研究结果可为优化机器故障下板式定制家具企业生产调度问题提供参考.
为考察高温热处理对2种乒乓球底板基材常用木材的振动性能及化学组分的影响,采用常压水蒸气为保护介质,对挪威云杉(Picea abies)和泡桐(Paulownia tomentosa)木材进行热改性处理,温度为190、210、230℃,保温时间为2 h,分析不同热处理温度对2种木材振动性能、结晶度及化学官能团的影响.结果表明:热处理后,挪威云杉和泡桐木的化学组分均发生了一定变化,但均未发生某一组分的完全降解;2种木材的结晶度均有所提升,挪威云杉在230℃时显示出最大结晶度增幅(52.15％,+4.13％),而泡桐的最大增幅出现在210℃(42.94％、+6.17％).高温热处理能有效改善挪威云杉和泡桐木的固有频率f、对数衰减率δ以及比动弹性模量E/ρ.
研究了木工带锯机送料平台误差产生的主要原因.通过深度确定性策略梯度算法,对各轴的跟踪误差进行控制,以实现对送料平台末端夹具及木料运动轨迹误差的控制.使用Adams运动学仿真平台对送料平台进行动力学分析,通过与MATLAB进行联合仿真完成强化学习过程.由于送料平台各轴间耦合关系复杂,所以使用最小安全距离限制和积分法加快仿真学习过程.最后进行数据迁移,使用Codesys实现对送料平台实体机的虚轴控制进行仿真.结果表明,加入约束条件和优化方法后,强化学习过程更加稳定且收敛速度更快,深度确定性策略梯度算法减小误差可达63.97％,为后续锯切加工奠定了基础.
提出了集成Kano/AHP/QFD的办公家具产品辅助设计方法,使用SET分析模型结合Kano模型对用户需求进行属性归类,筛选出核心用户需求;引入AHP法对核心用户需求进行权重计算并得出需求排序,确定需要重点考虑的用户需求;应用QFD理论将需要重点考虑的用户需求转化为具体产品功能结构并进行权重排序、等级划分,指导智能办公桌的概念设计.结果表明:需重点考虑工作事项备忘录提醒、健康习惯提醒等用户需求,设计实践时需重点考虑尺度合理、伸缩旋转结构等.
优异的力学性能和表面润湿性能可以在木材后续加工使用过程中展现出良好的性能,从而提高木材在家居建材、室内装饰用材等方面的经济价值.为了更好的探究无机盐(硅酸钠)改性对杨木力学性能和表面润湿性的影响,以水溶性的硅酸钠为浸渍改性液体,采用真空加压法对杨木进行改性,通过力学测试仪器和接触角测量仪对杨木的力学性能及表面润湿性进行测定.结果表明改性处理提高了杨木的力学性能和表面润湿性能,相比于未改性材,改性材顺纹抗压强度提高了76.19％,端面的硬度、弦切面的硬度、径切面的硬度分别提高了82.22％、55.05％、55.96％,并且改性处理使得木材的耐磨性得到明显改善,改性材表面的润湿性优于未改性材.通过扫描电镜和红外光谱分析发现,硅酸钠不仅以物理的形式填充于木材内部,还形成了化学键结合,产生了大量的亲水基团,致使木材表面润湿性提高.
为解决欧式木窗上料及定位方式加工效率低和定位精度差的问题,设计了一种双端复合精铣自动上料及定位装置,通过SolidWorks软件完成了整机装置的结构构建.双端复合精铣自动上料及定位装置采用搬运天车龙门、MTB60中空旋转平台和机械夹紧手作为主要上料机构,夹紧手运动方式为齿轮齿条传动,采用TN双轴气缸和定位销进行内端定位.运用ANSYS Workbench软件对其内端定位进行静力学仿真分析,并根据分析结果对定位销的数量与位置进行优化,发现采用八销定位木窗受力更均匀.该装置实现了上料及定位一体化,能够提高加工效率及定位精度,可为木窗实际生产装置的研究和改进提供依据.
探究了基于木纤维粒径/木粉种类差异填充胶合板缝隙的复合腻子配方、影响因素、性能评价,致力于胶合板素板表面缝隙填充、平整度调控的技术开发.采用单因素条件探讨了温度、木粉种类、木纤维目数等对腻子性能的影响.结果表明:添加木纤维的腻子填充材料除表干时间略高于未添加木纤维的对照组外,耐磨性、干强度、湿强度、相容性、稳定性相比于未添加木纤维的腻子填充材料均有了明显提高.在木纤维目数一致的情况下,添加木纤维的种类不同也会对腻子的各项性能产生影响.其中湿强度与粗糙度优劣排列依次是:桉木粉、杨木粉、杂木粉、松木粉、竹粉;干强度优劣排列依次是:桉木粉、杂木粉、杨木粉、松木粉、竹粉;耐磨性优劣排列依次是:杨木粉、松木粉、杂木粉、桉木粉、竹粉.木纤维的种类对腻子的表干时间、相容性、稳定性没有显著影响.
针对目前仿文家具设计缺乏文化内涵,设计流程缺乏理论支撑等问题,提出了一种基于可拓语义与形状文法的仿文家具创新设计方法.通过分析源文化,并以楚文化为例进行验证.首先,将楚文化内涵进行转化,通过可拓语义分析楚文化因子,并提取出可以表征楚文化内涵意象的词汇,计算特征词汇的可拓设计区间.其次,运用图解思维将特征词汇转化为图解语义,从图解语义集中筛选出最能代表特征词汇的图解语义,并计算各图解的可拓设计区间作为仿文家具设计的参考元素.最后,利用形状文法分析汉字构形进行整合设计,利用优度评价方法选出最能够代表楚文化的仿文家具设计方案.研究表明,该方法能够将汉字与地域文化融入家具设计中,既能充分发挥家具的基本功能,又能丰富家具的精神文化内涵,实现了将地域文化融入仿文家具的目的,为弘扬传统文化提供了新思路.
针对户外家具同质化、忽视场地特征、难以体现地域文化特色等问题,为提高公众的地域文化情感体验,基于叙事理论的产品设计流程与方法,完成川西林盘景观项目户外家具设计实践.通过分析叙事理论下户外家具的特征,运用事件语义模型梳理川西林盘叙事元素并构建叙事空间.将川西林盘的文化语义转化为户外家具设计要素,从产品、环境、行为三个维度进行产品特征匹配,增强产品叙事体验.以叙事的方式引导公众的认知活动,在提升产品文化内涵的同时契合了用户的情感体验需求,拓展户外家具的受众范围,实现户外家具的设计创新.研究旨在为户外家具产品提供设计方法指导,保护和传承地域特色文化.
研究利用高反应活性酚化木质素制备高性能酚化木质素-糠醛胶黏剂.木质素酚化后,在756 cm-1和695 cm-1处新增了两个峰,证实了木质素侧链位的羟基和酚环的活性位点发生了取代反应.在糠醛和苯酚的摩尔比为1.4/1,糠醛和木质素的质量比为0.05/1,缩合时间为3.5 h,氢氧化钠的用量为11%条件下,所制备的酚化木质素-糠醛胶黏剂各项性能良好.该胶黏剂的固体含量为56.25%,pH为11.2,黏度为1525 mPa·s,游离糠醛含量为0.04%,游离苯酚含量为0.05%,胶合强度为1.67 MPa.采用六亚甲基四胺优化,胶层均匀分布,与木材面紧密结合,有效胶钉较多,改善了胶合强度.该酚化木质素-糠醛胶黏剂与桉木粉复配所得复合腻子,应用于胶合板表面缝隙填充和平整度调控,不含甲醛,与胶合板相容性好,干燥速度快,耐水性好,打磨性好,粘结强度高,为胶合板可直接饰面和提高饰面高光性提供了技术支撑.
当前绿色低碳经济已经成为时代所需,木材干燥行业也应顺应潮流.目前在木材干燥过程中,尚无评价模型对整个干燥过程的绿色化程度进行综合评价,因此,针对木材绿色干燥建立了一种综合评价模型.选取评价指标,对影响木材绿色干燥过程的指标进行分类,并采用层次分析法对影响木材绿色干燥的指标进行权重分析,最后,应用模糊综合评价的方法对木材干燥过程中的各指标进行综合评价.在建立评判矩阵时,定量指标根据实际测量值选取中间型梯形分布函数建立隶属度函数;定性指标的模糊综合评判矩阵构建由专家评判进行模糊化处理确定的隶属度来确定,最终得到木材干燥绿色化的综合评价等级.
