本发明实施例涉及竹木结构材料的分级领域，具体涉及一种根据纵向端面压痕系数对圆竹进行分级的方法及装置。
背景技术：
竹材是一种椭圆，薄壁、中空，维管束呈海岛型且在壁厚方向上呈梯度分布的非均质材料。首先表现在几何尺寸的非规则性，包括了截面和纵向尺寸的差异，其次表现在圆竹力学性能的非均匀性。圆竹的非规则性和非均匀性导致无法采用木材常见的分级方法。
英国david借鉴木材硬度测试方法利用钢球压竹材内壁来测试竹材硬度，继而根据竹材硬度进行竹材分级，因竹壁内层为较硬的硅质材料，与竹壁中间组成成分不同，此方法不能够准确的测出竹材的整体硬度，因而不能对竹材进行准确分级。
有鉴于此，如何提供一种竹材力学性能快速分级方法，以对竹材进行准确分级，成为亟待解决的技术问题。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足和缺陷，本发明实施例提供一种根据纵向端面压痕系数对圆竹进行分级的方法及装置。
一方面，本发明实施例提出一种根据纵向端面压痕系数对圆竹进行分级的方法，包括：
s1、计算待分级的圆竹的纵向端面压痕系数；
s2、根据所述纵向端面压痕系数以及预设的分级标准对所述圆竹进行分级。
另一方面，本发明实施例提出一种根据纵向端面压痕系数对圆竹进行分级的装置，包括：
计算单元，用于计算待分级的圆竹的纵向端面压痕系数；
分级单元，用于根据所述纵向端面压痕系数以及预设的分级标准对所述圆竹进行分级。
第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括：处理器、存储器、总线及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序；
其中，所述处理器，存储器通过所述总线完成相互间的通信；
所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法。
第四方面，本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述方法。
本发明实施例提供的根据纵向端面压痕系数对圆竹进行分级的方法及装置，通过计算待分级的圆竹的纵向端面压痕系数；根据所述纵向端面压痕系数以及预设的分级标准对所述圆竹进行分级，能基于圆竹力学性能对圆竹进行准确分级。
附图说明
图1为本发明实施例根据纵向端面压痕系数对圆竹进行分级的方法一实施例的流程示意图；
图2为本发明实施例根据纵向端面压痕系数对圆竹进行分级的方法另一实施例截取的圆竹段的示意图；
图3为从图2所示的圆竹段上截取的高度为20mm的圆竹竹环示意图；
图4为v字型压辊纵截面示意图；
图5为v字型压辊压入圆竹竹环端面俯视图；
图6为v字型压辊压入圆竹竹环端面正视图；
图7为圆竹竹环端面上v字型压辊压入位置示意图；
图8为一圆竹线载荷与压入深度的关系曲线示意图；
图9为与图8所示的关系曲线的弹性段相关关系为1的趋势线示意图；
图10为本发明实施例根据纵向端面压痕系数对圆竹进行分级的装置一实施例的结构示意图；
图11为本发明实施例提供的一种电子设备的实体结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明实施例保护的范围。
参看图1，本实施例公开一种根据纵向端面压痕系数对圆竹进行分级的方法，包括：
s1、计算待分级的圆竹纵向端面压痕系数；
s2、根据所述纵向端面压痕系数以及预设的分级标准对所述圆竹进行分级。
本发明实施例提供的根据纵向端面压痕系数对圆竹进行分级的方法，通过计算待分级的圆竹纵向端面压痕系数；根据所述纵向端面压痕系数以及预设的分级标准对所述圆竹进行分级，能基于圆竹力学性能对圆竹进行准确分级。
下面对本发明实施例根据纵向端面压痕系数对圆竹进行分级的方法进行详细说明。
立地条件下的鲜竹，称之为植株；伐倒后的鲜竹，称为竹秆。一般在一周左右的时间对竹秆进行加工，具体为将竹秆截断成一定长度的圆竹段(如图2所示为一长度为l的圆竹段示意图)。
要对圆竹进行分级，首先需要从待分级的圆竹段上截取一定高度的圆竹竹环(截取的圆竹竹环要求完整、无劈裂和破损现象，上、下两表面平行，整个端面的高度相差小于0.02mm，且端面平整无凹坑、毛刺等)，比如对于图2所示的圆竹段，可以从其上(比如将其竖直放置后距离地面2米-5米范围内)截取高度为20mm的圆竹竹环(如图3所示为从图2所示的圆竹段上截取的高度为20mm的圆竹竹环示意图)，截取的圆竹竹环的位置分大小头，大头为在圆竹段底端位置截取，小头为在圆竹段顶端位置截取，对圆竹进行分级可以基于顶端，也可以基于底端，下文以基于顶端的分级为例说明圆竹的分级过程。
如图3所示，圆竹竹环端面多为椭圆形，在圆竹段上完成竹环截取后，需要对其进行压痕实验，具体来说，是将所述圆竹竹环固定于底部压盘上，将v字型压辊对准所述圆竹竹环的椭圆顶端端面的长轴或短轴匀速(比如3mm/min的速度)压入所述圆竹竹环。如图4所示为v字型压辊的纵截面示意图，所述v字型压辊可以采用钢制材料制备，横截面为矩形，纵截面为等腰三角形，所述等腰三角形的底边为所述矩形的短边。优选的，所述短边的长度w可以为12mm，所述等腰三角形的高h可以为3mm。如图5所示为v字型压辊压入圆竹竹环端面俯视图，如图6所示为v字型压辊压入圆竹竹环端面正视图，压入的过程中需保证v字型压辊尖端直线与所述椭圆顶端端面的长轴或短轴重合。记录所述v字型压辊压入所述竹环的过程中v字型压辊的压入深度h及对应的线载荷，所述线载荷为载荷与所述v字型压辊压入位置处竹环壁厚的比值。假设所述v字型压辊压入位置为图7所述的a点和b点，则所述v字型压辊压入位置处的竹环壁厚为a点处的竹环壁厚t1和b点处的竹环壁厚t2之和。在v字型压辊完全压入竹环内后，根据压入过程记录的压入深度及对应的线载荷作线载荷与压入深度的关系曲线(如图8所示)。图8所示的线载荷与压入深度的关系曲线分为起始阶段的接触段，以及后面的弹性段和随后的塑性段，导致实际压入过程中的线载荷-压入深度呈曲线。作与所述关系曲线的弹性段相关关系为1的趋势线(如图9所示)，计算所述趋势线的斜率，将所述斜率作为所述纵向端面压痕系数。计算出纵向端面压痕系数后，需要根据所述纵向端面压痕系数以及预设的分级标准对所述圆竹进行分级，其中，所述分级标准可以由多个等级及其对应的圆竹的纵向端面压痕系数范围组成。分级的具体方法为：判断所述纵向端面压痕系数在哪一个纵向端面压痕系数范围内，将确定出的纵向端面压痕系数范围对应的等级作为圆竹的分级结果。一般来说，圆竹的纵向端面压痕系数在范围[20kn/mm2，80kn/mm2]内，则可以根据该范围确定分级标准。比如，圆竹的等级级别可以包括：20、25、30、…、75和80，对于某一具体的等级级别n，其对应的圆竹的纵向端面压痕系数范围可以为[n，n+5)。相邻两等级级别的差值可以根据需要设置为5-10之间的任一数值。
参看图10，本实施例公开一种根据纵向端面压痕系数对圆竹进行分级的装置，包括：
计算单元1，用于计算待分级的圆竹的纵向端面压痕系数；
分级单元2，用于根据所述纵向端面压痕系数以及预设的分级标准对所述圆竹进行分级。
具体地，所述计算单元1计算待分级的圆竹的纵向端面压痕系数；所述分级单元2根据所述纵向端面压痕系数以及预设的分级标准对所述圆竹进行分级。
本发明实施例提供的根据纵向端面压痕系数对圆竹进行分级的装置，通过计算待分级的圆竹的纵向端面压痕系数；根据所述纵向端面压痕系数以及预设的分级标准对所述圆竹进行分级，能基于圆竹力学性能对圆竹进行准确分级。
在前述装置实施例的基础上，所述计算单元，具体可以用于：
利用v字型压辊对所述圆竹的竹环进行压痕实验，并记录所述v字型压辊压入所述竹环的过程中，所述v字型压辊的压入深度及对应的线载荷，其中，所述v字型压辊的横截面为矩形，纵截面为等腰三角形，所述矩形的长边的长度大于所述竹环的椭圆端面的长轴的长度，所述压痕试验具体为将所述v字型压辊对准所述竹环的椭圆端面的长轴或短轴压入所述竹环；
根据所述压入深度及对应的线载荷作线载荷与压入深度的关系曲线；
作与所述关系曲线的弹性段相关关系为1的趋势线，计算所述趋势线的斜率，将所述斜率作为所述纵向端面压痕系数。
在前述装置实施例的基础上，所述分级标准可以由多个等级及其对应的圆竹的纵向端面压痕系数范围组成，每个等级对应的圆竹的纵向端面压痕系数范围的最大纵向端面压痕系数与最小纵向端面压痕系数的差值可以为5kn/mm2。
在前述装置实施例的基础上，所述矩形的短边的长度可以为12mm，所述等腰三角形的高可以为3mm。
本实施例的根据纵向端面压痕系数对圆竹进行分级的装置，可以用于执行前述方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
本发明提供的基于圆竹力学性能的圆竹纵向端面压痕系数分级方法，可以快速、准确地确定圆竹的性能等级，继而便于准确确定圆竹的用途，从而便于利用圆竹更加合理、高效的、科学的设计和制备不同用途和性能的竹材产品，充分发挥竹材的优良特性。本方案操作简单、快捷、准确性较高，能提高圆竹5％-10％的出材率，提高圆竹5％左右的附加值，对竹材应用具有重要的指导意义。
图11示出了本发明实施例提供的一种电子设备的实体结构示意图，如图11所示，该电子设备可以包括：处理器11、存储器12、总线13及存储在存储器12上并可在处理器11上运行的计算机程序；
其中，所述处理器11，存储器12通过所述总线13完成相互间的通信；
所述处理器11执行所述计算机程序时实现上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：计算待分级的圆竹的纵向端面压痕系数；根据所述纵向端面压痕系数以及预设的分级标准对所述圆竹进行分级。
本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：计算待分级的圆竹的纵向端面压痕系数；根据所述纵向端面压痕系数以及预设的分级标准对所述圆竹进行分级。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而能够理解的是，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。类似地，应当理解，为了精简本发明公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释呈反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明并不局限于任何单一的方面，也不局限于任何单一的实施例，也不局限于这些方面和/或实施例的任意组合和/或置换。而且，可以单独使用本发明的每个方面和/或实施例或者与一个或更多其他方面和/或其实施例结合使用。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。