木構(gòu)件釘結(jié)合持久蠕變研究畢業(yè)論文-文庫(kù)吧資料
2025-06-26 00:44本頁(yè)面
【正文】 鉆孔位置在節(jié)子處時(shí)較在無(wú)節(jié)子處加工難度加大，節(jié)子處擰螺釘時(shí)較困難。 握釘力測(cè)試裝置試驗(yàn)機(jī)蠕變程序控制設(shè)計(jì)：a 始控方式位移控制：5mm/min，終控方式力控制：xxx N； b 始控方式采樣間隔：30； c 始控方式力保載：32400s； d 始控方式位移控制：50 mm/min，終控方式力控制：0 N。加應(yīng)力、改變溫濕度：根據(jù)試驗(yàn)設(shè)定相應(yīng)應(yīng)力與溫濕度?？咨?5mm；，孔深15mm。 試驗(yàn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表編號(hào)材料釘長(zhǎng)應(yīng)力干球溫度相對(duì)濕度狀態(tài)表示SPF1SPF4070%2591%狀態(tài)一SPF2SPF4085%2591%狀態(tài)一SPF3SPF4040%6090%狀態(tài)四SPF4SPF4060%6090%狀態(tài)四SPF5SPF4070%4040%狀態(tài)二SPF6SPF4040%5060%狀態(tài)三SPF7SPF4050%6090%狀態(tài)四SPF8SPF4060%6090%狀態(tài)四J1膠合板4060%2591%狀態(tài)一J2膠合板4040%6090%狀態(tài)四J3膠合板4060%6090%狀態(tài)四J4膠合板4060%5060%狀態(tài)三J5膠合板4040%5060%狀態(tài)三 試驗(yàn)方法基材加工：對(duì)SPF、膠合板原料進(jìn)行鋸切粗加工，刨切機(jī)精加工，使試件平整光滑，SPF尺寸為90x80x38mm，膠合板尺寸為90x80x18mm。其它加工工具：電動(dòng)切割機(jī)、直尺、螺旋測(cè)微儀、螺絲刀、轉(zhuǎn)孔機(jī)、鉛筆等。2℃。溫度波動(dòng)度：177。螺紋釘：長(zhǎng)度40mm，；長(zhǎng)度30mm。,一等材，木材外觀明亮、潔凈，顏色由白色到淺黃色不等，紋路細(xì)微筆直、質(zhì)地光滑。 Burgers模型 Burgers模型曲線因此本試驗(yàn)擬采用Burgers模型描述曲線的一、二階段，根據(jù)具體的試驗(yàn)數(shù)據(jù)檢驗(yàn)是否吻合Burgers模型曲線。然而描述木材的蠕變特性時(shí)，常常選用Burgers蠕變模型【12】，蠕變曲線開始時(shí)一般存在一定的瞬時(shí)變形，然后剪應(yīng)變指數(shù)遞減的速率增長(zhǎng)，最后應(yīng)變速率逐漸趨近于穩(wěn)定，其蠕變特性與典型的Burgers模型蠕變特性曲線（）較接近。木構(gòu)件釘結(jié)合持久程度主要是釘與木材的摩擦阻力，它們之間相互影響，但通過(guò)握釘力試驗(yàn)觀察，發(fā)現(xiàn)螺釘?shù)尼旪X未發(fā)生變形，也沒有任何破損的情況，木材與釘結(jié)合部分有少量木屑產(chǎn)生。這個(gè)區(qū)段歷時(shí)的長(zhǎng)短主要取決于應(yīng)力水平。圖中第一階段為初期蠕變（暫時(shí)蠕變）階段，εt曲線向上彎曲，其應(yīng)變速率逐漸遞減，因此亦稱衰減蠕變階段。根據(jù)界面材料時(shí)間撓度曲線，可用上述三種模型：Maxwell標(biāo)準(zhǔn)線性固體模型、Kelvin標(biāo)準(zhǔn)線性固體模型和Burgers四元件模型來(lái)描述界面材料在短時(shí)應(yīng)力作用下的粘彈性行為?？傋冃蔚扔谌糠肿冃蔚目偤?。（4）在低應(yīng)力水平作用下的蠕變曲線，隨時(shí)間的增長(zhǎng)，變形將趨于某一定值，與廣義Kelvin模型曲線相似。材料的塑性可用塑性體，即兩個(gè)相互接觸的摩擦滑塊來(lái)表示。式中為剪切粘滯系數(shù)，一般簡(jiǎn)稱為“粘度”。材料的線性粘性可用牛頓液體，即一個(gè)假想的粘性元件（粘壺）來(lái)表示。材料的彈性可用虎克體，即用一彈性元件（彈簧）來(lái)表示，其力學(xué)響應(yīng)瞬間完成，本構(gòu)關(guān)系即為虎克定律的表達(dá)式：。在一定的應(yīng)力水平下，這兩種基體物質(zhì)都會(huì)有蠕變的特性，但其復(fù)合材料界面是否有這樣的特性，在確定蠕變理論模型前，需要對(duì)試驗(yàn)曲線作簡(jiǎn)要分析。σ=σ1+σ2=K2ε+η1dεdtη1K1dσdt+K2K1η1dεdt ,通乘以K1/n1后，整理得： (9) 蠕變曲線特性采用理論模型是為了把復(fù)合材界面蠕變用較直觀的方法表示出來(lái)。兩環(huán)節(jié)的ε相同，而。 Kelvin、Maxwell標(biāo)準(zhǔn)線性固體模型 Kelvin、Maxwell標(biāo)準(zhǔn)線性固體模型（a）為Kelvin標(biāo)準(zhǔn)線性固體模型，表示彈簧和Kelvin模型串聯(lián)的情況，力σ在串聯(lián)的兩個(gè)環(huán)節(jié)中是一樣的。因此Kelvin模型又稱蠕變模型。Kelvin模型在施加恒定載荷時(shí)，因?yàn)槠鹗技虞d時(shí)彈簧受到阻尼器限制，而后隨阻尼器逐漸伸長(zhǎng)，同時(shí)彈簧也逐漸拉伸，直到全部彈性應(yīng)變完全發(fā)揮時(shí)停止。應(yīng)力以逐漸減小的比率降低而趨于零。再看Maxwell模型的松弛特性：當(dāng)應(yīng)變保持為常值，隨著時(shí)間的增加，粘性元件起作用。即所施加的應(yīng)力直接由粘性元件（阻尼器）連續(xù)不斷地響應(yīng)所傳遞，而彈簧則始終給出某個(gè)固定的彈性應(yīng)變，其蠕變量隨時(shí)間線性地增加，在這一點(diǎn)上沒有充分反映出粘彈性特性，因?yàn)檎硰椥蕴匦苑从车膽?yīng)變率應(yīng)該是隨時(shí)間而減弱的。 （4）系統(tǒng)的總應(yīng)力（載荷）由兩元件共同承擔(dān)。整個(gè)系統(tǒng)的總伸長(zhǎng)等于二元件各自的伸長(zhǎng)之和，即：…………(1)其中，將帶入式（1）,則得到Maxwell模型所描述的應(yīng)力應(yīng)變時(shí)間關(guān)系：dεdt=1Kdσdt+ση （2）上式也可寫成：dσdt+στ=Kdεdt （3）其中n/K，稱為松弛時(shí)間。假設(shè)元件組成的模型都是具有單位橫截面積和長(zhǎng)度的，那么載荷也就是應(yīng)力σ，位移也就是應(yīng)變?chǔ)?。如圖1的（a）和（b）所示。即全部元件都在同一個(gè)方向上聯(lián)系，而且力的作用也是沿著這個(gè)方向【11】。作為純彈性質(zhì)點(diǎn)的典型元件是線彈簧（spring），符合ε=σK 關(guān)系。這些質(zhì)點(diǎn)的不同組配，就構(gòu)成模擬不同粘彈性特性的各種模型。 2 粘彈性理論為了模擬粘彈性材料的形變規(guī)律，可以將材料視作非均質(zhì)的不同的質(zhì)點(diǎn)組成的。當(dāng)然這在一定程度上也保證了住戶的人生以及財(cái)產(chǎn)安全。為此本課題將針對(duì)螺釘研究在木構(gòu)件中持久受力蠕變特性，以便于釘結(jié)合更好應(yīng)用于建筑木構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)處。釘結(jié)合的牢靠程度常用握釘力來(lái)檢驗(yàn)，然而握釘力的試驗(yàn)方法周期很短，釘結(jié)合在木構(gòu)件中使用時(shí)處于長(zhǎng)期受力狀態(tài)，依據(jù)國(guó)標(biāo)測(cè)試的結(jié)果并不能代表長(zhǎng)期受力行為。釘結(jié)合會(huì)破壞木材纖維且連接的強(qiáng)度相對(duì)較低，故主要用在木制品抗剪部位。由于木結(jié)構(gòu)建筑在我國(guó)仍處于初步發(fā)展階段，無(wú)論是設(shè)計(jì)還是施工技術(shù)很大程度上都需要提高和完善，在閱讀大量文獻(xiàn)資料之后發(fā)現(xiàn)對(duì)于木構(gòu)件釘合持久蠕變的研究也處于空白階段，即使是
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