基于數(shù)字圖像處理的SCFRW均勻化模型研究.pdf

1、隨著全球森林資源不斷減少，木材資源日益匱乏，尤其對我國這樣一個少林國家。如何有效提高木材資源的利用率及使用價值，成為當(dāng)今國內(nèi)外木材工業(yè)研究人員關(guān)注和研究的熱點(diǎn)問題。高性能、高附加值的功能型木質(zhì)復(fù)合材料的研究與應(yīng)用為這一問題提供了新的研究方向。本文主要研究短切碳纖維木質(zhì)功能復(fù)合材料(SCFRW)，通過將碳纖維與木質(zhì)纖維有效復(fù)合，使該復(fù)合材料具有較強(qiáng)的力學(xué)性能，同時賦予其良好的導(dǎo)電性能和電磁屏蔽性能。針對復(fù)合材料制備工藝中，不連續(xù)碳纖維與基

2、體材料混合的均勻化程度嚴(yán)重影響宏觀性能的問題，基于數(shù)字圖像處理技術(shù)，對SCFRW均勻化模型進(jìn)行研究。
　　 首先，通過對實(shí)驗(yàn)制得的樣板進(jìn)行物理性能測試，包括導(dǎo)電性能（表面電阻率）、力學(xué)性能（密度、內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度、靜曲強(qiáng)度、彈性模量及吸水膨脹率）、電磁屏蔽性能，并對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，把握不同制備工藝條件下短切碳纖維木質(zhì)復(fù)合材料特性變化規(guī)律，研究復(fù)合材料微觀均勻化程度對宏觀性能的影響特征；然后，對試驗(yàn)樣板進(jìn)行顯微圖像采集，并選取150幅

3、放大倍數(shù)相同且具有典型形狀特征的顯微圖像進(jìn)行圖像處理研究。在圖像預(yù)處理的基礎(chǔ)上，采用將最大方差法與數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)相結(jié)合的方法進(jìn)行圖像分割，以獲得以碳纖維為目標(biāo)區(qū)域的分割效果良好的二值圖像。選取能有效反映樣板均勻化程度的形狀特征（面積比、平均寬度和長寬比等）作為特征量進(jìn)行特征值的提??；最后，以單個小條形區(qū)域的最小寬度、平均面積比、平均長寬比、條形區(qū)域的總面積比作為輸入量，以樣板的表面電阻率、彈性模量、靜曲強(qiáng)度作為輸出量，構(gòu)建SCFRW均勻化B