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期刊信息/Journal information
林业工程学报
南京林业大学
林业工程学报

南京林业大学

施季森

双月刊

2096-1359

lkkf@vip.163.com

025-85427227

210037

江苏省南京市龙蟠路159号南京林业大学内

林业工程学报/Journal Journal of Forestry EngineeringCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>《林业科技开发》杂志是由南京林业大学与国家林业局科技司等联合主办的国家级林业技术期刊，是国家林业局重点扶持期刊，她以实用性强、信息量大的特点而深受广大林业科技工作者喜爱。该刊已被列入“中国科技核心期刊”和“中国林业核心期刊”等，并已被《中国科技期刊全文数据库》、《中国科技期刊电子版》、《中文科技期刊数据库》、《中国科学引文数据库年来源期刊》、《中国学术期刊综合评价数据库》等收录。本刊自2001年起，连续两次被评为江苏省一级期刊。
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    桐油悬挂链辅助的高强自主愈合弹性体设计及其性能优化

    王钟张佳乐吴先坤汪钟凯...
    101-108页
    查看更多>>摘要：为进一步优化自愈材料的力学性能和修复能力，着眼于如何利用天然可再生的林业生物质原料设计制备出兼具高强度与快速自愈效能的新型弹性体材料。以木本油脂——桐油为原料，通过高效氨解反应制备了反应型功能单体(TOD)，将其作为"软段"构筑了系列含悬挂链和动态共价键的热塑性聚氨酯弹性体。进一步利用TOD脂肪酸链中共轭双键的氧化交联特性，通过在合成过程中热诱导其自发形成桥接网络结构，最终获得高强度自主愈合材料。采用核磁共振氢谱(1HNMR)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)确定了TOD单体的化学结构，并证实了其在合成终点后的有效交联，从而贡献体系的机械性能，拉伸强度可达16。16 MPa，断裂应变为1 318％。对弹性体热力学性能分析表明，TOD的引入会显著提升聚合物的玻璃化转变温度，保证材料稳定的力学性能，同时与动态二硫键协同作用实现弹性体在室温环境下的高效自主愈合。制备的薄膜在室温愈合24 h后的愈合效率可达95。4％(以应力为参照)。结果表明:桐油悬挂链的非对称结构能够打破分子链的规整度，进而诱导二硫键在室温下更加快速地复分解，促使材料自愈。此外，由于体系中动态键合结构的存在，交联型聚氨酯在加工温度下表现出优异的热回收利用性能。经过验证，弹性体在多次物理回收后机械性能与初始值保持一致，未出现显著降低。这为木本油脂的高值化利用提供了一种新方法，并丰富现有高性能功能弹性体增强理论体系，也说明，油脂基功能型聚氨酯弹性体具有广阔的应用前景。

    桐油聚氨酯悬挂链自愈合拉伸强度可再加工弹性体

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    木质素还原制备金纳米颗粒及其催化性能

    李茉琰龙杏张清桐梁展明...
    109-116页
    查看更多>>摘要：自然界中的木质素来源广泛，其含量仅次于纤维素，是一种具有还原性的可再生芳香聚合物。本研究利用木质素在太阳光激发下还原Au(Ⅲ)制备金纳米颗粒(Au NPs)，并将其用于催化还原废水中的有机污染物。主要探究了不同木质素质量浓度、HAuCl4浓度、光照时间等条件对Au NPs粒径及形貌的影响;利用紫外-可见光谱仪、纳米粒度仪、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱分析(XPS)对Au NPs理化性质进行了表征。结果表明，木质素作还原剂成功制备了Au NPs，最佳制备工艺如下:木质素质量浓度为0。1 mg/mL，HAuCl4浓度为1。00 mmol/L，HAuC14溶液与木质素溶液体积比为4:1，光照时间为60 min，此条件下制得的Au NPs平均粒径为32。14 nm。此外，以亚甲基蓝(MB)和对硝基苯酚(4-NP)为污染物模型物探究了Au NPs的催化性能，结果表明，Au NPs对MB和4-NP具有良好的光催化还原性能，反应速率常数分别为0。765 8和0。316 6 min-1o木质素还原Au(Ⅲ)制备得到的Au NPs/木质素用于废水中染料和硝基芳香族污染物的光催化还原，不仅实现了木质素的高值化利用，而且实现了废水中有机污染物的高效去除。

    木质素金纳米颗粒光催化降解有机污染物废水

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    PET掺杂对新型木质素基泡沫炭合成的影响

    韩笑马中义许爱芹曲望达...
    117-124页
    查看更多>>摘要：泡沫炭具有低密度、高强度、高导电性、多孔骨架结构等诸多优点，是一种高端的整体性先进碳材料。在多种泡沫炭制备的原材料中，木质素因其可再生、低成本、高产量、高芳香性等特点而逐渐受到重视。基于木质素的热学性质复杂且特殊，近年来笔者开发了一种简单、高效的木质素基泡沫炭合成方法。为进一步实现泡沫炭结构与性能的调控，本研究主要通过使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)对木质素进行掺杂，考察PET可能对木质素转化过程中产生的影响，以及转化产物(新型泡沫炭)的材料结构与性能，从而提出PET掺杂对木质素基泡沫炭合成的影响。研究结果表明，PET的掺杂对于木质素的发泡过程有调节作用，其与木质素较好的相容性可以成功制备出木质素-PET基泡沫炭。PET的含量对泡沫炭的体密度、真密度、微观孔泡结构、机械强度等均有较为显著的影响。相比之下，X射线衍射和拉曼光谱结果表明PET掺杂对于泡沫炭的微观碳结构几乎没有影响。当PET掺杂量提升为20％时，泡沫炭的性能略有下降，可能与PET与木质素的均匀混合难度提升相关。本研究提出了通过掺杂高分子以改变新合成方法下泡沫炭结构与性能的思路，对泡沫炭的合成和调控具有指导意义。

    木质素聚对苯二甲酸乙二醇酯掺杂合成泡沫炭

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    基于改进粒子群算法的木材板材下料方法

    黄秀玲陶泽尤华政李宸...
    125-131页
    查看更多>>摘要：木材板材在家具行业应用广泛，以绿色环保、节约能源为 目的的木材板材优化下料已经成为研究的热点。木材板材下料优化问题属于二维矩形下料问题，是一种具有高度计算复杂性的问题。本研究主要针对单规格木材板材进行矩形零件下料问题，在木材板材长和宽都大于零件长和宽的情况下，通过建立二维下料的数学模型，采用标准粒子群算法、变邻域搜索算法、粒子群混合变邻域搜索算法分别进行求解，并以某企业的下料实例进行分析计算。首先，利用标准粒子群算法求解单规格板材下料问题;其次，利用变邻域搜索算法求解单规格板材下料问题。在获得局部最优解的基础上改变其邻域结构再进行局部搜索，找到另一个局部最优解，如此不断迭代，直到满足算法的终止条件，获得全局最优解;最后，利用粒子群变邻域搜索混合算法求解单规格板材下料问题。针对粒子群算法局部搜索能力较差、容易过早收敛的问题和具有较好包容性的特点，将变邻域搜索的思想融入粒子群算法中，使结果更加趋向全局最优。结果表明:粒子群变邻域搜索混合算法相比粒子群算法和变邻域算法效率都有显著提升，能显著提高该木材板材的利用率，增加企业经济效益。

    木材板材二维矩形下料问题粒子群算法变邻域搜索算法粒子群混合变邻域搜索算法

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    基于YOLOv7的木材缺陷检测模型Wood-Net的研究

    王正江莺严飞孙佑鹏...
    132-140页
    查看更多>>摘要：为改善利用人工方式识别木材缺陷存在的效率低、人工成本高的问题，同时实现在木材加工过程中使用新兴方式对不同的缺陷进行快速准确检测以提高木材利用率，针对现有的目标检测网络在木材缺陷检测方面存在诸如检测精度低、报错率高以及识别种类少等局限，设计了用于木材缺陷检测的深度学习网络Wood-Net。Wood-Net将注意力机制ECA(efficient channel attention module)引入Y OLOv7的主干网络，以便更好地区分木材缺陷之间的细微差别;将ECA与Res2Net结合后形成ECA-Res2Net模块，ECA-Res2Net模块克服了单纯的Res2Net跨通道交流能力不足的问题，增强了网络对更细粒度特征的提取能力;将ECA-Res2Net模块与SPPCSPC(spatial pyramid pooling and channel spatial pyramid convolution)并联形成 ResSPPCSPC 模块，增加了描述图像本身特征数量的能力，由此构成新方法Wood-Net。本研究将准确度、召回值、mAP@0。5以及mAP@0。5:mAP@0。95 4个数值作为系统性能的评价指标。利用自建数据集训练Wood-Net，得到试验数据。试验结果表明:Wood-Net模型比基准模型YOLOv7在木材优选上精确率提高了4。52％，mAP@0。5:mAP@0。95提高了6。62％;比基准模型YOLOv5s在木材优选上精确率提高了6。79％，mAP@0。5:mAP@0。95提高了5。67％。ECA注意力机制能够有效提升E-ELAN的通道间信息交互能力;Res2Net模块具有很强的细粒度特征提取能力，在网络中引入Res2Net模块后，网络各项性能指标收敛速度快，在Res2Net中加入ECA后能够使单纯的Res2Net考虑多通道特征之间的关系，完成信息融合，提高检测性能。

    Wood-Net木材优选ECA-Res2NetECARes2Net

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    基于机器视觉的木窗双端铣削加工尺寸测量方法

    任长清张佳林杨春梅宋文龙...
    141-149页
    查看更多>>摘要：木窗是一种以木材或木质复合材料为主要构件的门窗产品，具有良好的生态性能和美观效果，适用于多种建筑形式和风格，其中木窗尺寸是衡量木窗加工是否合格的重要指标。对于传统木窗双端铣削加工中人工测量尺寸方式存在的精度低、效率低等问题，提出一种基于机器视觉的木窗双端铣削加工尺寸测量方法，以期提高尺寸测量精度及加工效率。该方法针对木窗厚度引起的透视效应，提出一种物平面提升法，以消除透视投影带来的误差。首先对木窗图像采取灰度化、平滑去噪、图像增强及轮廓分割等举措，完成图像预处理，提取出木窗内外轮廓区域。对轮廓区域应用Canny算子获取木窗像素级轮廓。通过优化的Zernike矩亚像素边缘提取算法对木窗像素级边缘进行更精确的定位，得到亚像素级轮廓坐标。通过最小二乘法联合RANSAC算法对亚像素轮廓坐标进行拟合，得到拟合轮廓及角点坐标，并使用透视矫正模型计算出木窗尺寸。实验利用3种厚度规格相同但尺寸不同的松木材质矩形木窗，分别测量其内框和外框的边框尺寸及对角线尺寸，并与对应的实际物理尺寸对比，验证了所提木窗尺寸测量方法的检测精度。研究结果表明，所提方法与实际物理尺寸值相比，其绝对误差范围在±0。12 mm之内，相对误差在±0。1％之内，且效率及精度高，可以满足对木窗的在线尺寸检测。

    机器视觉木窗尺寸测量边缘检测亚像素

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    原竹抱口梁柱节点抗弯性能研究

    李陶陶郑晓燕陈国杨涛...
    150-157页
    查看更多>>摘要：竹材作为一种新型的绿色环保建筑材料，梁柱连接是现代竹结构推广需要考虑的重要问题。为了丰富原竹节点的形式，探究不同构造措施下梁柱节点的刚度和承载力，设计制作了3种形式的原竹抱口梁柱连接节点，按照金属连接件构造的不同命名为简易钢夹节点J1、贯通螺栓节点J2和自攻螺钉节点J3。每一种节点内部依据不同原竹等级设计3组试件，通过单调加载试验，探究节点弯曲力学性能及破坏特征，得到了3种节点的弯矩-转角曲线。基于弯矩-转角曲线变化特征，提出三折线刚度分析模型拟合节点分段刚度参数值，应用欧洲钢结构规范节点类型判别方法，对节点的半刚性程度进行了验证。结果显示:贯通螺栓节点J2和简易钢夹节点J1属于半刚性节点;自攻螺钉节点J3属于铰节点。研究表明:原竹等级对于简易钢夹节点J1和自攻螺钉节点J3的抗弯性能影响不敏感;对于贯通螺栓节点J2的抗弯性能影响显著，等级为T8时与连接件的协同工作性能最优。研究成果可为现代竹结构应用提供理论依据。

    原竹节点抱口梁柱抗弯性能半刚性承载能力

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    一种计算机模拟的针阔林木抗风性能分析

    袁星月方文杰张怀清安锋...
    158-169页
    查看更多>>摘要：自然界中的强风常常对树木造成不可逆破坏，分析强风穿过时树林内部的气流情况有利于评估树木的抗风性，更好地理解如何减轻风的影响。以阔叶树和针叶树为原型，提取了二者叶团簇和枝干构造的特点，建立两种结构不同的树木模型，组合成树林模型，在3个不同叶面积密度下进行风力作用下的仿真模拟实验。分别使用改进的k-e双方程模型和k-ω双方程模型以设置风环境，并且用龙格-库塔法分析求解湍流模型。k-e双方程模型下，当叶面积密度分别为1，5和10 m2/m3时，阔叶林背风侧20 m处的最低风速与入口风速相比下降了49。60％，67。23％和80。40％，针叶林分别为55。13％，68。90％和78。29％。k-ω双方程模型展示了阔叶树林内部风场的复杂性。结果表明，叶面积密度与树林挡风能力之间是非线性关系，树林的挡风能力随叶面积密度的上升而增强，增强到一定程度后上升幅度减缓。不同的树木结构会导致风场的变化，影响同等强度风荷载下的受损概率和挡风能力。叶面积密度高、树冠体积大的树木更容易在强风中受到损害。

    数值模拟树木结构模型风环境计算流体动力学(CFD)防风林

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    复合生物油再生剂研发及其对长期老化沥青成分的影响

    蒋宇许涛
    170-176页
    查看更多>>摘要：为了研发一种新型复合生物油再生剂，并探究其对长期老化沥青化学成分的再生作用，采用蓖麻油植物沥青(COA)与环氧大豆油(ESO)按照不同复配比例制备了复合生物油再生剂，确定了复合生物油中蓖麻油植物沥青与环氧大豆油的最优复配比例;基于红外光谱变化研究了蓖麻油植物沥青与环氧大豆油的原位动态化学反应机制，以及沥青再生前后的化学成分变化情况。结果表明，按照蓖麻油植物沥青和环氧大豆油质量比1:3复配制得的复合生物油再生剂可以有效地将长期老化沥青的基本性能恢复至老化前水平。蓖麻油植物沥青和环氧大豆油发生了开环缩合反应，生成含脂肪族的聚合物，该反应在老化沥青再生过程中仍然可以持续地进行，并继续影响再生沥青的基本性能。在蓖麻油植物沥青和环氧大豆油的共同作用下，再生沥青中的亚砜基和羰基官能团含量减少。该研究提供了一种长期老化沥青的复合生物油再生剂，并揭示了其对长期老化沥青化学成分的影响及再生作用。

    复合生物油植物沥青环氧大豆油原位动态化学反应老化沥青再生沥青

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    基于KANO模型与TRIZ理论的竹质椅类家具创新设计

    吴春锦宋莎莎刘毅刘焕荣...
    177-183页
    查看更多>>摘要：竹板材家具作为竹家具工业化生产的一个新的方向，可有效缓解我国木材短缺的现状，有利于充分利用我国丰富的竹林资源，但目前竹家具的设计、研究和生产仍存在许多不足。为了给竹家具的创新设计寻找一种新的现代化设计方法，本研究将KANO模型与TRIZ理论相结合，以竹质椅类家具为例，对竹家具设计展开研究。经过文献查阅调研后进行KANO问卷的设计，对KANO问卷结果进行分析后得出外观现代简洁、可调节2个魅力型需求指标。通过问卷所得的两项设计需求以及竹材自身性质的分析，进行了竹质椅类家具方案的初步设计。将问卷所得需求转化为3项技术矛盾，利用TRIZ矛盾矩阵寻找相应的发明原理并筛选出适用的设计方法进行分析，得出设计改进策略，代入初步设计方案中进一步优化，得出最终的竹质椅类家具方案。本研究通过完整的竹质椅类家具创新方案设计流程，验证了所建立的竹家具创新设计方法的科学性及实用性，为竹家具的设计、加工、生产等提供了更加标准高效的解决思路，从而为竹家具的设计制造提供参考。

    KANO模型TRIZ理论竹家具椅类创新设计

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