应力波在落叶松活立木中传播二维模拟研究.pdfVIP

西北林学院学报 2016，31(4)：2O1～205 JournalofNorthwestForestryUniversity doi：10．3969／j．issn．1001—7461．2016．04．34 应力波在落叶松活立木 中传播二维模拟研究 刘丰禄 ，姜 芳H，王喜平 ，张厚江 ，杨志慧 (1．北京林业大学 工学院，北京 100083；2．美 国农业部林产品实验室，威斯康辛 麦迪逊 WI53726 3．隆化县 国营林场管理局 茅荆坝林场 ，河北 承德 068150) 摘 要 ：近年来应力波技术用于活立木材质无损检测与评价的研究；受到 了广泛的关注。主要研 究 集 中在应力波在活立木 中传播速度的测量，即通过应力波波速预测活立木木材质量。 目前对应力 波在活立木 中的传播形式，还缺乏了解。通过二维数值模拟研究应力波在活立木 中的传播形式 ，并 将模拟结果与野外测量 实验 结果对 比。树干被看作是正交各 向异性 圆柱体 ，应力波沿与树干成 45。方向导入 ，利用COMsOLMultiphysics软件对应力波在树干 中传播波阵面进行 了模拟计算。 模拟计算结果与野外实验结果有很好的一致性 ，应力波传播波阵面在开始阶段为倾斜曲线，都弯向 脉冲力输入 点；随着距 离的增大，波阵面倾斜度逐渐减小，直至最后与原木长度方向近似垂直。 关键词 ：应力波；落叶松 ；活立木 ；COMSOLMultiphyscis；数值模拟；波阵面 中图分类号 ：$781．23 文献标志码 ：A 文章编号 ：1001—7461(2016)04—0201—05 StressW avePropagation inLarchPlantationTrees：NumericalSimulation LIUFeng—lu ，J1ANGFang¨，WANGXi-ping ，ZHANGHou-jiang ，YANGZhi_hui。 (1．SchoolofTechnology，BeijingForestryUniversity，Beijing100083，China；2．USDA ForestProductsLaboratory，Madison，Wisconsin 53726，USA ；3．MaojingbaForestFarm ，LonghuaCountyAdministrationofState—OwnedForestFarm ，Chengde，Hebei068150，China) Abstract：Theuseofstresswavetechnologyforstandingtreequalityassessmenthasbeenreceivedalotof attentioninrecentyears．By far，mostresearcheshavebeenlimited to directmeasurementofstresswave velocityintrees．Subsequentwoodpropertypredictionwassolelybasedon themeasuredvelocityvalue． Thereisstillalackofunderstandingofhow stresswavespropagateinstandingtrees．Theobjectiveofthis studvwastoinvestigatethemechanism ofstresswavepropagation in standing treesthrough twodimen— sional(2D)numericalsimulations，aswellascomparisonofthesimulationresultsandfieldtestingresults． Thefieldtestingwasconductedonthreelogsfreshlycutfrom larch (Larixprincipis—rupprechtii)trees．A treetrunkwassubsequentlymodeledasanorthotropiccylinder．Longitudinalstresswavepropagationun— derthisphysicalmodelwas