森林工程

作者：赵家龙,李明,方赛银,张鑫,沈志辉,陈楚敏,杨龙飞,朱代根

单位：1.西南林业大学 机械与交通学院，昆明 650224；,2.安徽工程大学 高端装备先进感知与智能控制教育部重点实验室，安徽 芜湖 241000；,3.安徽工程大学 电气工程学院，安徽 芜湖 241000；

关键词：木材,声发射,多重分形,去趋势波动分析

基金：国家自然科学基金项目(32160345),国家自然科学基金项目(31760182),云南省农业联合专项面上项目(202401BD070001-121)

针对木材损伤断裂过程发出的声发射（acoustic emission，AE）信号，采用多重分形去趋势波动分析方法（multifractal detrended fluctuation analysis，MF-DFA）提取AE信号的特征参数，进而研究木材微观和宏观破坏行为的分形特征。首先，采集榉木试件三点弯曲试验过程中产生的AE信号。然后，通过滑动时间窗截取AE信号并将其视为一段时间序列，依据MF-DFA方法计算广义Hurst指数、谱宽 Δ α、奇异指数 α m a x和 α m i n，描述AE信号的长程相关性和时变多重分形特征。最后，依据 Δ α的变化趋势将整个过程分为弹性、弹塑性和塑性3个阶段。结果表明，断裂过程释放的AE信号具有长程相关性，其波动是一个多重分形过程；并且弹性阶段 α m a x出现数值的大幅减小，意味着破坏初期的多源特性；弹塑性阶段 α m a x在小范围内变化表明试件具有一定的刚度；而塑性阶段 α m i n发生突降的时刻则可以预测宏观断裂行为。

来源：2025年第4期

《森林工程》期刊编辑部

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