树冠结构与树木固有特性的关系研究

林欢 孙磊厚 王二化

摘要：为了研究树冠结构形态与树木振动特性之间的关系，在室内选择3个榉树主干和10个树冠构成新的样品树，采用绳拉法测试其固有特性，同时在室外进行试验验证。结果表明，树冠对样品树的质量分布具有显著影响，能够快速降低其固有频率，但是对阻尼比的影响较小。当振幅较小时，树叶质量对样品树固有频率的影响并不显著，树木主要还是依靠树枝来耗散振动能量。单独主干及带叶树冠样品树的固有频率与样品树的总质量之间均存在二次函数关系，而去叶树冠样品树的固有频率与样品树的总质量之间存在三次函数关系。

关键词：树冠;形态结构;固有特性;固有频率;阻尼比

中图分类号：S718.42  文献标志码：A

文章编号：1002-1302（2021）20-0166-06

收稿日期：2021-03-13

基金项目：江苏省高等學校自然科学研究项目（编号：19KJB210007）;常州市应用基础研究计划（编号：CJ20190023）; 常州信息职业技术学院科研课题青年基金（编号：CXZK201804Q）;常州信息职业技术学院科研平台项目（编号：PYPT201804G）;常州高技术重点实验室项目（编号：CM20183004）;江苏省青蓝工程优秀教学团队资助项目。

作者简介：林 欢（1991—），女，江苏徐州人，博士，讲师，主要从事现代机械设计理论与方法研究。E-mail：huanlinphd@163.com。

我国具有丰富的林业资源和种类繁多的树木，林业在现代社会经济中发挥着重要作用[1-3]。树木的主要力学特性为固有频率和阻尼比，固有频率是树木做自由振动时的频率。其位移随时间按正弦或余弦规律变化，与初始条件、外力载荷大小无关，仅与系统的固有特性有关，是风振响应分析的基础[4-5]。……