于慧伶 潘屾 张怡卓

(东北林业大学，哈尔滨，150040)

木材力学性质是木材加工利用的重要指标[1]。传统研究方法是基于假设其内部均匀的条件下求取连续介质的力学性质，其目的是选用适当的本构关系来描述材料对外部作用的响应[2]。但是，木材是一种复杂的天然纤维增强复合非匀质材料，在木材中存在不同层次的复合作用。在宏观结构上，木材可以视为由不同的生长轮层合而成；在微观上，细胞壁是木材的实际承载结构[3]，在受力过程中，细胞壁的形态会发生迁移和改变，直至微纤丝断裂[4]。因此，由木材结构的细胞特点出发，通过计算各生长轮早晚材细胞参数及其排列变化，可以较为客观地反映木材力学性能。

国内外许多学者很早就将木材的力学变形与木材内部结构的显微观察结合起来研究，同时，数字图像处理技术也逐渐应用于木材微观结构分析。Charles利用当时的图像处理技术测量了木材细胞率、纤维长度、细胞腔面积[5]；岩切一树用图像的累计处理方法测量了细胞壁厚度。Llic和Hillis对按树木质部细胞管腔面积以及不同细胞类型所占面积比例等特征实现了较为简单的量化处理，利用图像处理的方法对操作区域内任两点间产生的应变进行计算并得出剪切力应变和泊松比[6]。刘一星等采用计算机图像处理技术对火炬松管胞形态和木材物理力学特征进行了分析，得到材性指标的变异规律[7]。曹军等对木材横纹压缩过程的解剖特征进行了研究，计算出早晚材细胞的相关参数，提取了细胞边缘的形态特征[8]。……