梯度含水狀態(tài)對(duì)木材物理力學(xué)性能的影響研究_畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-文庫(kù)吧資料
2024-09-07 20:26本頁(yè)面
【正文】 新增%PSW時(shí)間dNMC%厚度mm厚度膨脹率初始%新增%PPFLVL時(shí)間d04NMC%厚度mm厚度膨脹率初始%新增%圖31 吸濕過(guò)程中三種材料的厚度與NMC的關(guān)系Fig31 Relationship between thickness of three kinds of materials and NMC in adsorption process：1）隨著NMC的不斷增大，三種材料的厚度都不斷增大，其膨脹率大小關(guān)系為：PPFLVL YPSWPSW，PPFLVL均大于兩實(shí)木的膨脹率，這是因?yàn)樵谖鼭襁^(guò)程中，PPFLVL除了具有干縮濕脹的特性以外，還存在熱壓過(guò)程中造成的熱壓壓縮的恢復(fù)；三種材料的厚度均與NMC成正相關(guān)的關(guān)系；2）在吸濕初期，三種材料的厚度膨脹率較大，之后隨吸濕的進(jìn)行，其膨脹率逐漸減小；3）在吸濕過(guò)程中PPFLVL隨NMC變化的變化率均高于YPSW、PSW。1℃，濕控精度177。1℃，濕控精度177。2℃；5）DJ500J型小量程電子天平一臺(tái)，量程500g，精度177?！?，濕控精度177。掃描前應(yīng)首先打開(kāi)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。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。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）。 衡量指標(biāo)1）翼緣材料的尺寸：厚度hf和寬度bf2）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 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，：圖23 木質(zhì)梁靜曲E測(cè)試方法示意圖 Testing of E of wood beams 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，在厚度方向上與試件輪廓線相交成45176。具體取值如表22。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)）。 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。 試件規(guī)格及數(shù)量 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480202063剖面密度封邊50502063PSW彎曲MOE封邊480202063剖面密度封邊50502063PPFLVL彎曲MOE封邊480202063剖面密度封邊50502063 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。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)。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(wèn)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)。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 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。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]。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]。（2001年ab）研究了在四種不同濕度環(huán)境下，吸濕或解吸過(guò)程中E的變化。Liiri(1961年)、Bryan and Schniewind (1965年)、Dinwoodie（1978年）等在研究過(guò)程中得出相類似的結(jié)論，在一定時(shí)間里經(jīng)不同濕度下循環(huán)變化，人造板的彈性模量、強(qiáng)度、內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度均比平衡含水率下低，且循環(huán)周期的不同對(duì)人造板的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度、剛度和強(qiáng)度的影響不同[913]。 水分對(duì)木質(zhì)材料力學(xué)性能的影響木材學(xué)中介紹木材含水率影響木材的力學(xué)性質(zhì)。由上述學(xué)者的研究分析,無(wú)論是含水率還是含水狀態(tài)對(duì)木質(zhì)材料的厚度膨脹都有很大的影響。同樣的試件從25%—95%RH條件下，—5%，—2%。在水分的影響下,結(jié)構(gòu)板材存在可逆和不可逆膨脹[7]。NMCatt（1982年）研究循環(huán)濕度對(duì)刨花板強(qiáng)度和尺寸的影響實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在從30%—90%循環(huán)濕度下，循環(huán)2個(gè)月，試件的含水量及厚度和長(zhǎng)度比循環(huán)2周增加的多[56]；Laura等（2009年）在研究循環(huán)濕度對(duì)OSB厚度膨脹的影響中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)一個(gè)90%30%RH循環(huán)后尺寸(厚度)沒(méi)有恢復(fù)到原先的尺寸，且隨循環(huán)次數(shù)的增多，厚度膨脹增加。木質(zhì)材料在水分的作用下存在可恢復(fù)膨脹和不可恢復(fù)膨脹。根據(jù)材料力學(xué)的知識(shí)知，木材截面尺寸的變化會(huì)引起截面慣性矩、彈性模量的變化，進(jìn)而會(huì)影響其剛度等性能，因此需要引起注意。處于大氣中的木材或變溫變濕箱中的木材試件均處梯度含水狀態(tài)（由表及里吸濕或由里及表解吸）[3]。 水分的分布狀態(tài) 木材的水分分布狀態(tài)1）平衡含水狀態(tài)平衡含水狀態(tài)指的是木質(zhì)試件在某一恒定溫度和濕度環(huán)境中其含水量不再變化時(shí)所處的狀態(tài)，常用平衡含水率（Equilibrium moisture content；簡(jiǎn)稱：EMC）來(lái)表達(dá)，即木質(zhì)試件在某一恒定溫度和濕度環(huán)境中其質(zhì)量達(dá)到恒定不變時(shí)所對(duì)應(yīng)的含水率[2]。我國(guó)現(xiàn)有木質(zhì)材料標(biāo)準(zhǔn)多以常規(guī)的靜曲強(qiáng)度（Modulus of rupture of bending，簡(jiǎn)稱：MOR）和靜曲彈性模量（Modulus of elasticity of bending，簡(jiǎn)稱：MOE）為分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，并且MOE是木質(zhì)工程材料最終的設(shè)計(jì)和應(yīng)用指標(biāo)之一，因此，本文研究木質(zhì)材料的MOE受水分的影響。木材內(nèi)部水分的變化不僅包括含水量的變化，還有其分布狀態(tài)的變化。3) the ranges of effects of
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