许威
- 作品数：12 被引量：27H指数：5
- 供职机构：东北林业大学机电工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家教育部博士点基金黑龙江省自然科学基金更多>>
- 相关领域：农业科学轻工技术与工程化学工程一般工业技术更多>>
- 基于SHPB试验的桦木压缩动力学特性被引量：7
- 2015年
- 【目的】利用木材动态压缩加载试验研究热磨机研磨解离破碎阶段木材原料受动态压缩载荷的动力学特性,并研究应变率、加载方向对木材原料动力学特性的影响,旨在深化木材原料研磨解离机制的研究,为热磨法纤维分离设备及磨片的齿形结构优化设计提供理论指导。【方法】利用Hopkinson杆试验装置对含水率为12.65%、密度为0.50 g·cm-3的桦木试件进行应变率约为400,800,1 200 s-1,加载方向为径向、弦向和轴向的动态压缩试验,获得桦木在不同应变率及方向上动态压缩加载的解离特征、动态应力-应变曲线及相应的力学特性。【结果】对比分析各组试验后试件的破坏形态发现:1)当应变率约为400 s-1时,径向、弦向和轴向加载的试件主要发生塑性变形;2)当应变率约为800 s-1时,径向加载试件被解离成几大块,并且有一些"火柴棍"状的小试件从大试件上剥离;弦向加载试件沿加载方向上产生更大的塑性变形,并且在试件上、下两端处沿加载方向产生贯穿性裂纹,试件被解离成三大块;轴向加载试件受载面边缘处的纤维大量产生压溃现象,在加载面上产生贯穿性裂纹且有片状小试件从大试件上剥离;3)当应变率约为1 200 s-1时,径向加载试件被解离成大量"火柴棍"状的小试件,并且小试件的尺寸明显小于应变率为800 s-1时;弦向加载试件沿加载方向上产生的塑性变形与应变率为800 s-1时相当,但是试件上端处被解离成许多片状的小试件,并且沿加载方向试件上产生了数条贯穿整个试件的大裂纹;轴向加载试件被解离成大量短粗状的小试件,并且小试件上带有明显的褶皱。对比分析各组试验试件的应力-应变曲线发现:1)动态压缩加载条件下桦木的应力-应变曲线可以由屈服点应变分为弹性阶段和屈服后弱线性强化阶段2部分;2)桦木沿径向加载应变率约为400,800,1 200 s-1时,其屈服强度和韧�
- 许威花军张绍群陈光伟
- 关键词：桦木应变率
- 木材抗剪强度与分形维数的关系及断口特征被引量：7
- 2015年
- 【目的】研究木材剪切断口的断裂特征、断裂方向和分形曲线特征，计算剪切断口的分形维数；测量木材抗剪强度，利用线性回归探讨木材横向、纵向抗剪强度与分形维数的关系。【方法】以生长在黑龙江的杉松、银白杨、樟子松、白桦和紫椴为试验树种，根据纤维板生产和《造纸木片》（ GB/T 7909—1999）对木片原料的尺寸要求，按照《木材物理力学试材锯解及试样截取方法》（ GB/T 1929—2009），制作5种树种的剪切试验试件。通过剪切试验，采集木材断口形貌特征，获得断口分形曲线，测量木材断裂时所需的力。【结果】横向剪切试件时，无论试件是否软化，都沿剪切方向呈曲线断裂，断裂面高低不平；未软化的针叶材以弯曲较大的曲线断裂，阔叶材以弯曲不大、稍平直的曲线断裂，断裂表面相对平滑一点；软化后的针叶材以弯曲不大的曲线断裂，阔叶材以弯曲稍大的曲线断裂，个别伴有撕裂痕迹。软化后纵向剪切试件时，试件沿剪切方向呈直线断裂；针叶材、阔叶材的断裂特征差异不明显。横向剪切试件断口分形曲线呈细小的锯齿状或“Z字状”，软化后试件剪切断口分形曲线比未软化的略显复杂；软化后试件纵向剪切断口的分形曲线没有软化前、后横向剪切断口的分形曲线复杂。5种试验试件剪切断口的分形维数在2.047～2.133之间。软化后试件横向抗剪强度最低，纵向抗剪强度大于未软化试件横向剪切强度。【结论】各树种试件软化后的纵向抗剪强度与其断口分形维数之间存在着正相关关系，但相关性并不显著；横向抗剪强度与断口分形维数之间线性正相关。软化后试件横向抗剪强度最低，此情况下剪切木材最易断裂，因此建议在研磨解离木片时，应使原料软化，沿着横向剪切，这样消耗能量较小。
- 张绍群花军许威陈光伟刘阳君宋炜颜家雄
- 关键词：木材抗剪强度分形维数断口特征
- 高应变率加载自由水对全饱和木材原料解离强度的影响
- 2023年
- 以全饱和杨木为试材,加载方向为径向、弦向、轴向,进行了低应变率(0.001 s^(-1))、高应变率(400、700、1000 s^(-1))的加载试验,测试了全饱和木材的抗压强度,分析了全饱和木材试件内部的自由水对木材抗压强度的影响。结果表明:全饱和木材试件的解离程度随应变率的增加而增大,抗压强度具有显著的应变率效应;试件内部自由水流动的雷诺数为1127.60,流态为层流,自由水的水击冲击产生的最大局部压强分别约为径向、弦向抗压强度的2.16、2.76倍,自由水对试件力学性能的减弱和增强作用主要受应变率影响,当应变率小于临界应变率时,自由水主要起增强木材强度的作用;当应变率大于临界应变率时,自由水主要起减弱木材强度的作用。
- 许威曹军花军陈光伟
- 关键词：木材应变率
- 热磨法动态压缩载荷作用木材原料解离试验与建模研究
- 在纤维制备过程中，热磨法是纤维原料制备的主要方法。热磨法是对木材原料进行蒸煮软化后，再利用磨片施加动载荷作用促使木材原料迅速发生弹性变形、塑性变形直至破碎解离为木材纤维的生产方法。揭示热磨法动态压缩载荷作用木材原料的解离...
- 许威
- 关键词：木材纤维产品质量
- 文献传递
- 基于纤维解离水曲柳压缩解离特征与能量耗散机制研究
- 2024年
- 目的以水曲柳为研究对象,研究高应变率压缩载荷作用下水曲柳试件的解离特征和能量耗散机制。方法利用压缩加载试验分析应变率、加载方向对受载水曲柳的形态特征影响和动力学特性,并利用弹塑性基本原理分析其受压解离的能量耗散机制。结果解离后径向加载试件主要呈火柴棍状,弦向加载试件主要呈片状,轴向加载试件主要呈不规则块状,试件的解离程度随应变率的增大而增大;当应变率在400~1000 s^(-1)时,水曲柳试件的应力-应变曲线由弹性阶段和屈服后弱线性强化阶段两部分组成;水曲柳试件的屈服强度随应变率的增大而增大,当应变率从400s^(-1)增加到1000s^(-1)时,径向、弦向和轴向加载试件的屈服强度分别增加了0.45倍、1.34倍和0.71倍;木材原料沿径、弦向解离时主要依靠木材细胞的压缩变形来耗散能量,沿轴向解离时主要依靠木材细胞纵向结构的弯曲来耗散能量。结论弦向最易解离,轴向最难解离;水曲柳是一种应变率敏感材料;木材原料径、弦向解离主要依靠压缩变形来耗散能量,轴向解离主要依靠弯曲变形来耗散能量,木材原料解离能够耗散能量的多少主要受加载方向、木材细胞的结构尺寸和力学性能的影响。
- 许威曹军曹军花军
- 关键词：木材应变率
- 纤维在研磨流场区域流动状况的数值模拟被引量：1
- 2015年
- 根据纤维的流动特性及热磨机实际工况下的压力参数和设定的动磨片转速,选择一对动/静磨片;将由动/静磨片和磨片间隙组成的研磨流场区域,划分为3个域,对纤维在研磨流场区域中的流动状况进行了数值模拟研究。结果表明:纤维在研磨流场区域中的压力、速度、剪切应力分布,与实际工况中磨片的磨损状况相符;3种参数分布相互关联,符合流体力学的运动规律。
- 花军陈光伟刘龙许威
- 关键词：纤维数值模拟
- 分形理论在木材断裂研究中的应用与进展被引量：7
- 2011年
- 以分形理论为基础,从木材裂纹的分形特征、分形维数计算及分形动力学在木材断裂研究中的应用等三个方面,分析总结了分形理论在木材断裂分形特征研究中的应用,提出了需结合分形动力学对木材断裂特性进行深入研究的基本方法和思想,力求在现有的研究基础上取得新的突破,以揭示木材断裂的复杂机理,为相关领域的研究与应用提供理论依据。
- 许威张绍群陈光伟花军
- 关键词：维数
- 基于分形理论的木片剪切与冲击断裂特性研究
- 本文将热磨法研磨过程中木材原料发生连续的剪切与冲击断裂,转换为单一木片试件的单次剪切与冲击断裂进行研究分析,通过对木材试件的横、纵向剪切与冲击断裂的试验来研究纤维制备过程中木材原料的研磨解离机理。由于木材具有层次性、多孔...
- 许威
- 关键词：木材抗剪强度冲击韧性分形维数
- 文献传递
- 基于三维扫描技术的木材断口分形特征被引量：5
- 2014年
- 以杉松和银白杨为试验材料,利用三维扫描技术研究木材断口的分形特征。结果表明:三维扫描技术可以有效地分析木材断口分形特征;木材断口截面面积与其距离零点的距离的对数之间具有明显的线性关系;木材断口最高点与剪切工作截面之间断口部分的分形维数随剪切工作截面向断口底部移动而逐渐减小;不同树种木材断口分形维数之间存在具有统计意义的显著性差异,杉松和银白杨断口分形维数均值分别为2.050和2.091。
- 张绍群花军许威陈光伟刘龙Cai Liping
- 关键词：三维扫描技术分形维数
- 木材动态力学特性对热磨过程能耗的影响被引量：5
- 2015年
- 以杨木为试材，应变率为400、700、1000 s－1，含水率为气干、全饱和，加载方向为弦向、径向、轴向；用分离式霍普金森杆（SHPB）试验装置测试了木材动态力学特性，分析了木材动态力学特性对热磨过程中能量消耗的影响。结果表明：①全饱和材比气干材更易解离。②在同一个应变率范围内，弦向抗压强度最小，轴向抗压强度最大；进料时，若能使大部分原料沿着弦向进料，而避免沿着轴向进料，则会减少研磨过程中的能量消耗。③当应变率在400～1000 s－1范围内变化时，轴向的抗压强度值随应变率的增加而增大，但增加幅度随应变率的增加而减小；弦向、径向的抗压强度随应变率的增加先增大而后减小。热磨过程中，增大磨盘转速提高纤维分离过程的应变率，可以减少热磨过程中的能量消耗。
- 许威花军陈光伟张绍群
- 关键词：杨木
