基于图像处理的木材断裂面分形分析.pdfVIP

学兔兔 第34卷 第 l2期 仪 器 仪 表 学 报 Vo1．34 No．12 2013年 12月 ChineseJournalofScientificInstrument Dec．20l3 基于图像处理的木材断裂面分形分析木 孙建平 ，胡英成 ，王逢瑚 ，韩天香’ (1．广两大学林学院 南宁 530004；2．东北林业大学生物质材料科学与技术教育部重点实验室 哈尔滨 150040) 摘 要：利用分形理论对水曲柳木材二三点弯曲断裂和冲击断裂的断面进行定量研究，探索木材断裂的分形特性以及定量地分析 木材断裂机制。试验中，利用计算机图像处理技术从微观和宏观的角度提取断裂面图像信息，并通过小岛法计算分形维数，分析 分形维数与弹性模量 、抗弯强度和冲击韧性的关系。结果显示，木材断面微观和宏观形态在一定的尺度范同内存在 自相似性，具 有分形特征；材料裂纹试样的分形维数2．6012高于无裂纹试样的分形维数2．5663，而裂纹试样的弹性模量6．17MPa和抗弯强 度 105．17MPa均小于无裂纹试样的弹性模量 7．08MPa和抗弯强度 109．18MPa；抗弯强度与断裂面分形维数之间的线性关系明 显，弹性模量与分形维数之间线性关系不明显。木材冲击断裂面的分形维数2．6078要高于弯曲断裂面分形维数2．5663，但是与 裂纹试样弯曲断裂面的分形维数值2．6012接近；而且，水曲柳的冲击韧性和断裂韧性与分形维数之间呈明显的线性关系。 关键词：分形 ；断裂面；图像处理 ；木材 中图分类号：TS67 文献标识码：A 国家标准学科分类代码：220．5550 Fractionalanalysisofwoodfracturesurfacebased onimageprocessing SunJianping’一 HuYingcheng ，WangFenghu ，HartTianxiang ， (』．CollegeofForestry，GuangxiUniversity，Nanning530004，China；2．KeyLaboratoryofBio—basedMaterial ScienceandTechnology，MinistryofEducation，NortheastForestryUniversity，Harbin150040，China) Abstract：Quantitativestudiesonthefracturesurfacesofthree—pointbendingfractureandimpactfracturefortheeom- mOBtimberashtreewerelaunchedusingthefractaltheory，thefractalfeatureofwoodfracturewasexploredandthe fracturemechanism ofwoodfracturewasanalyzedquantitively．Inthestudy，computerimageprocessingtechnologyis employedtoextracttheimageinformationoffracturesurfacebothinmacroandmicroviews；andthefractaldimension offracturesurfaceiscalculatedwith SlitIslandAnalysis．Moreover，therelationshipsbetweenfract