【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 度狀態(tài)）測(cè)得的 E；在解吸過(guò)程中，隨著時(shí)間的增加 E 也逐漸的增加，直到平衡達(dá)到最大。該研究也驗(yàn)證了前人的 結(jié)論 ，隨著名義含水率的提高直至達(dá)平衡含水率（即梯度的消失）， E 呈線性下降之勢(shì) [1415]。 Takahashi （ 2020 年）在研究中得出低濕的吸濕過(guò)程中，隨著名義含水率的增加 MOE 先降低后增加，但均低于平衡含水狀態(tài)下的 MOE；在高濕的吸濕過(guò)程中，隨著含水率的增加， MOE 不斷下降直至不變，基本等于平衡狀態(tài)下的 MOE；在解吸過(guò)程中，隨著含水率的降低， MOE 逐漸增大，但均低于平衡含水狀態(tài)下的 MOE [16,17]。 木材處在由水分狀態(tài)引起的不穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，無(wú)論吸濕還是解吸過(guò)程，其 MOE、MOR 都低于平衡含水狀態(tài)下 [16,17]。雖然 、 Takahashi 都觀察到了這種現(xiàn)象，但沒有獲得梯度差（含水狀態(tài)變化過(guò)程）與材料 E、強(qiáng)度變化之間的關(guān)系。 綜合前人 研究 ，我們可以概括為： 在纖維飽和點(diǎn)以下，經(jīng)過(guò)吸濕解吸一個(gè)回合后力學(xué)性能及材料尺寸的變化；材料內(nèi)的水分分布狀態(tài)不同對(duì)材料的 MOE 影響不同 梯度含水狀態(tài)對(duì)木質(zhì)材料物理力學(xué)性能影響的研究 4 發(fā)展趨勢(shì) 結(jié)構(gòu)用木質(zhì)材料受水影響后性能變化直接決定著 其承載能力的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，關(guān)系著木質(zhì)結(jié)構(gòu)用材的安全與穩(wěn)定。水分尤其是其中水分的梯度 分布 狀態(tài)對(duì)其的影響將會(huì) 繼續(xù) 受到人們的關(guān)注。發(fā)展趨勢(shì)將會(huì)集中 于：水分對(duì)木質(zhì)材料物理力學(xué)性能影響的定量化分析及在此基礎(chǔ)上構(gòu)建數(shù)理模型以解決實(shí)際問題，獲得科學(xué)或工程相關(guān)的實(shí)用計(jì)算方法計(jì)算結(jié)果，為工程應(yīng)用服務(wù)。 本研究的主要內(nèi)容 根據(jù)以上分析，本文的研究?jī)?nèi)容如下： 1）梯度含水 狀態(tài) 對(duì)木質(zhì)材料截面尺寸的影響 2）梯度含水 狀態(tài) 對(duì)木質(zhì)材料靜曲 MOE 的影響 3）梯度含水狀態(tài)下水分和截面尺寸對(duì)靜曲 MOE 的綜合影響 本研究的目的與意義 外界環(huán)境的多變?cè)斐赡静闹兴值膭?dòng)態(tài)變化，以至于木材總是處于一種 梯度含水狀態(tài) ，這種狀態(tài)可能會(huì)使木材的力學(xué)性能發(fā)生不小的變化，影響正常的使用。因此， 本文通過(guò)試驗(yàn) 和理論物理力學(xué) 分析 梯度含水狀態(tài)和平衡含水狀態(tài)下木質(zhì)材料的性能的差異，并在此基礎(chǔ)上分析其誘因， 為木質(zhì) 工程 材料的 設(shè)計(jì)、制造和應(yīng)用提供理論 依據(jù) 。2 材料與方法 5 2 材料與方法 材料 原材料 意楊酚醛樹脂單板層積材（簡(jiǎn)稱： PPFLVL）：氣干密度為 470kg/m3，氣干含水率為 %，順紋抗拉彈性模量為 9,244MPa，山東壽光富士木業(yè)有限公司生產(chǎn)； 云南松實(shí)木（簡(jiǎn)稱： YPSW）：拉丁名： Pinus yunnanensis，氣干密度 600kg/m3，氣干含水率為 %，順紋拉伸彈性模量 15,651MPa； 意楊 實(shí)木（簡(jiǎn)稱： PSW）：拉丁名： Populus euramevicana， 氣干密度 ，氣干含水率為 %，順紋拉伸彈性模量 11,299MPa。 試件規(guī)格及數(shù)量 表 三種試件的規(guī)格及數(shù)量 The size and number of three kinds of materials 材料 測(cè)量指標(biāo) 表層處理 試件尺寸 試件數(shù)量（條） 預(yù)檢數(shù)量 （條） 長(zhǎng)（ mm） 寬（ mm） 厚（ mm） YPSW 彎曲 MOE 封邊 480 20 20 6 3 剖面密度 封邊 50 50 20 6 3 PSW 彎曲 MOE 封邊 480 20 20 6 3 剖面密度 封邊 50 50 20 6 3 PPFLVL 彎曲 MOE 封邊 480 20 20 6 3 剖面密度 封邊 50 50 20 6 3 試件編號(hào) 實(shí)驗(yàn) 材料的 編號(hào)規(guī)則 ： ―測(cè)試指標(biāo) 材質(zhì)號(hào) 梯度號(hào) 樣本號(hào) ‖，梯度號(hào) ―2‖為大梯度組，如： EL21，表示測(cè)試彎曲 E 的 PPFLVL 試件大梯度的 1 號(hào)試件。 試驗(yàn)變量和水平設(shè)置 試驗(yàn)常量設(shè)計(jì) 基本性能（取材）的一致性 ： 選材時(shí)試件的密度和彈性模量 應(yīng) 相近，增濕、干縮環(huán)境一致， 測(cè)試方法及操作規(guī)程 均需 一致。 梯度含水狀態(tài)對(duì)木質(zhì)材料物理力學(xué)性能影響的研究 6 試驗(yàn)變量及水平設(shè)置 1）均恒含水率對(duì) 木質(zhì)材料靜曲 MOE 的影響試驗(yàn) 取單因素試驗(yàn)法。 變量為均恒含水率（ UMC）； UMC 通過(guò)取得對(duì)應(yīng)的 EMC 試件和對(duì) EMC 試件進(jìn)行封裹獲得，因此以相應(yīng)的 EMC 為替代指標(biāo)，取四個(gè)水平： EMCRH42%、 EMCRH65%、EMCRH75%、 EMCRH85%；相應(yīng)的操作指標(biāo)為恒溫恒濕箱的相對(duì)濕度（簡(jiǎn)稱： RH）控制指標(biāo)： RH42%、 RH65%、 RH75%、 RH85%，其 20℃下 對(duì)應(yīng)的空氣中的含水量分別為 %、 %、 %、 %。 2）含水狀態(tài)對(duì) 木質(zhì)材料靜曲 MOE 的影響試驗(yàn) （ 1）均恒含水狀態(tài)的均恒含水率 UMC（以平衡含水率 EMC 替代），取兩個(gè)水平： EMCRH65%， EMCRH75%（來(lái)自于均恒含水率對(duì) IB 關(guān)鍵靜曲性能的影響試驗(yàn)）。 （ 2）外濕里干（吸濕）型梯度含水狀態(tài)，取兩個(gè)水平：大梯度狀態(tài)，小梯度狀態(tài)，分別以與 EMCRH65%、 EMCRH75%含水量相當(dāng)?shù)?NMC1（ =EMCRH65%）、 NMC2（ =EMC %）所對(duì)應(yīng)的計(jì)算質(zhì)量為操作、控制指標(biāo)。 具體取值如表 22。 表 22 木質(zhì)材料 NMC 的水平設(shè)計(jì) Tab22 Setup levels of wood materials’ NMC 指標(biāo) YPSW PSW PPFLVL 初始 EMC（ %） 吸濕過(guò)程環(huán)境 RH（ %） NMC1(=RH65%時(shí) ) EMC（ %） 預(yù)期質(zhì)量（ g） 381 NMC2(=%時(shí) ) EMC（ %） 預(yù)期質(zhì)量（ g） 388 388 3）吸著方向：吸濕。 衡量指標(biāo) 1） 翼緣材料的尺寸：厚度 hf和寬度 bf 2） 靜曲 MOE； 測(cè)試方法和依據(jù) 彎曲彈性模量測(cè)試方法 彎曲彈性模量采用 美國(guó)標(biāo)準(zhǔn) ASTM D 476102a―Standard Test Methods for 2 材料與方法 7 Mechanical Properties of Lumber and WoodBase StructuralMaterial1‖執(zhí)行，采用三點(diǎn)彎曲加載，加載速度為 4mm/min，分別測(cè)試每一試件（達(dá)各水平 EMC 平衡含水率時(shí)）的 靜曲 MOE， 操作 如圖 所示 ： 圖 木質(zhì)梁靜曲 E 測(cè)試方法示意圖 Figure The testing of E of wood beams 尺寸測(cè)試方法 1）試件尺寸測(cè)量點(diǎn)的標(biāo)記 在圖 中 ，在厚度方向上與試件輪廓線相交成 45176。角的斜線為試件寬度測(cè)量位置，在寬度方向上的 45176。線為試件厚度測(cè)量位置，尺寸測(cè)量后備點(diǎn)預(yù)設(shè)在固定點(diǎn)靠近試件中心一側(cè) 10mm 處（考慮到第一測(cè)量點(diǎn)位置可能會(huì)發(fā)生明顯的鼓包、變形等破壞，以免影響到測(cè)量精度）。 2）試件尺寸的測(cè)量方法 測(cè)試方法按 GB/T 176571999 人造板及飾面人造板理化性能試驗(yàn)方法執(zhí)行，尺寸精確在177。 以內(nèi)，每次測(cè)量嚴(yán)格按同一操作規(guī)程， 同一 操作手法 執(zhí)行。 如圖 所示 圖 試件寬度和厚度測(cè)量點(diǎn) Figure The Measuring points of specimens Fig25 Measuring points of the thickness and width of the specimen 20mm 厚度 寬度 梯度含水狀態(tài)對(duì)木質(zhì)材料物理力學(xué)性能影響的研究 8 剖面密度測(cè)試方法 試件剖面密度 的 測(cè)試過(guò)程嚴(yán)格按 照 剖面密度儀的測(cè)試要求進(jìn)行 。 掃描 前 應(yīng) 首先打開射線管，預(yù)熱 1h 左右， 已達(dá)到最佳掃描效果，試件尺寸及掃 描方向 如圖 。 試驗(yàn)設(shè)備 1）島津 AG1 型 5 噸萬(wàn)能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)和三思 CMT5504 型 5 噸萬(wàn)能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)各一臺(tái) ，精度 1N； 2） BinderKMF720 型恒溫恒濕箱一臺(tái)，主要技術(shù)指標(biāo)：溫控精度 177。 ℃，濕控精度 177。 2%； 3）格雷康 DAX300 型剖面密度儀一臺(tái) ， 主要技術(shù) 指標(biāo)： X 射線強(qiáng)度 30eKV； 4）上海產(chǎn) DHG9240A 型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱一臺(tái)，溫度精度177。 2℃； 5） DJ500J 型小量程電子天平一臺(tái)，量程 500g，精度 177。 ； 6）尺寸量具： 5m 卷尺一把；電子數(shù)顯游標(biāo)卡尺 0300mm 兩把；角尺一把； 7）箱內(nèi)環(huán)境溫、濕度監(jiān)控設(shè)備： 帶存儲(chǔ)功能的溫濕度監(jiān)控儀一臺(tái) ， 型號(hào) 為 Testo174H，主要技術(shù)指標(biāo)：溫控精度 177。 1℃，濕控精度 177。 3%； 不帶存儲(chǔ)功能的箱內(nèi)環(huán)境監(jiān)控儀一臺(tái)，型號(hào) 為 testo608H2，主要技術(shù)指標(biāo)：溫圖 試件厚度和寬度測(cè)量方法 Figure Test method of sample’s thickness and width 圖 試件尺寸和掃描方向 Figure Size and scan direction of sample X射線入射方向 試件厚度掃描方向 20mm 50mm 50mm 2 材料與方法 9 控精度 177。 1℃，濕控精度 177。 3%； 試驗(yàn)操作方法 1） 首先挑選試件， 用錫箔紙封堵翼緣材料端