木材力學(xué)性能參考ppt課件-在線瀏覽
2025-06-29 12:19本頁面
【正文】 象。 木材的蠕變特性曲線是一 粘彈性曲線。 木材的蠕變變形由三個(gè)部 分組成：第一部分 是由木材內(nèi)部高度結(jié)晶的微纖絲構(gòu)架而引起的 彈性變形，這種變形是瞬間完成；（ 4）木材蠕變特性研究簡介第二部分 是鏈段的伸展而 引起的延遲彈性 變形，這種變形 是隨時(shí)間而變化 的；第三部分 是高分子的相 互滑移引起的 粘性流動(dòng)。徑切面上早晚材交替為平行的條紋；弦切面上則交替為 “V”形花紋；木材力學(xué)性能各輪多少有點(diǎn)差異。 木材力學(xué)性質(zhì)各向異性o 前述木材物理性質(zhì)（干縮性、熱、電、聲學(xué)等）構(gòu)造性質(zhì)各向異性，同樣木材力學(xué)性質(zhì)亦存在著各向異性。木材為中空的管狀細(xì)胞組成，其各個(gè)方向施加外力，木材破壞時(shí)產(chǎn)生的極限應(yīng)力不同。軸向纖維素鏈狀分子是以 CC、 CO鍵連接，而橫向纖維素鏈狀分子是以 CH、 HO連接，二者價(jià)鍵的能量差異很大。 木材力學(xué)性質(zhì)變異性o 不同樹種 ,木材力學(xué)性質(zhì)不同。 木材主要力學(xué)性質(zhì)測定原理與方法 o 木材力學(xué)性質(zhì)研究，適及到力學(xué)種類、受力方向、靜力荷載與動(dòng)力荷載以及加工工藝等。木材是非均質(zhì)性的各向異性材料，其縱向、徑向和弦向三個(gè)方向力學(xué)強(qiáng)度具有明顯的差異。 木材的抗拉強(qiáng)度 o 木材順紋抗拉強(qiáng)度，是指木材沿紋理方向承受拉力荷載的最大能力。木材在使用中很少出現(xiàn)因被拉斷而破壞。微纖絲縱向的 CC、 CO鍵結(jié)合非常牢固，所以順拉破壞時(shí)的變形很小，通常應(yīng)變值小于 1％ ~3％，而強(qiáng)度值卻很高。順紋抗拉強(qiáng)度按下式計(jì)算。 橫紋抗拉強(qiáng)度 木材橫紋抗拉試樣及其受力方向 木材的橫紋拉力比順紋拉力低得多，一般只有順紋拉力的 l/30—1/40 。此外，橫紋拉力試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)力不易均勻分布在整個(gè)受拉上，往往先在一側(cè)被拉劈，然后擴(kuò)展到整個(gè)斷面而破壞，并非真正橫紋抗拉強(qiáng)度。o 木柱有長柱與短柱之分。長柱以材料剛度為主要因素，受壓不穩(wěn)定，其破壞不是單純的壓力所致，而是縱向上會(huì)發(fā)生彎曲、產(chǎn)生扭矩，最后導(dǎo)致破壞，它已不屬于順紋抗壓的范疇。其試樣尺寸為202030mm，長度平行于木材紋理； σw＝ P/a bo σ12＝ σw[1+(W12)]o 式中： P—— 破壞荷載， N；o a， b—— 試樣斷面尺寸， mm；o W—— 試驗(yàn)時(shí)的木材含水率 (％ )；o σw、 σ12—— 木材氣干狀態(tài)、標(biāo)準(zhǔn)含水率 12%時(shí)的強(qiáng)度， Mpa。針葉樹材具有較高比例極限的原因是，它的構(gòu)造較單純且有規(guī)律；硬闊葉樹環(huán)孔材因構(gòu)造不均一，使這一比值最低。荷載作用于試樣的全部，稱為橫紋全部拉壓強(qiáng)度；荷載作用于試樣的局部，稱為橫紋局部抗壓強(qiáng)度。外力相切于年輪的方向?yàn)橄蚁颍怪庇谀贻喌姆较驗(yàn)閺较?。它與樹種、樹齡、部位、含水率和溫度等有關(guān)。靜力荷載下，木材彎曲特性主要決定于順紋抗拉和順紋抗壓強(qiáng)度之間的差異。對(duì)于抗彎強(qiáng)度來說，控制著木材抗彎比例極限的是順紋抗壓比例極限時(shí)的應(yīng)力，而不是順紋抗拉比例極限時(shí)應(yīng)力。中性層與橫截面的交線稱為中性軸。由于順紋抗拉強(qiáng)度是順紋抗壓強(qiáng)度的 2—3 倍，隨著梁彎曲變形的增大，中性層逐漸向下位移，直到梁彎曲破壞為止。針葉樹材徑向和弦向抗彎強(qiáng)度間有一定的差異，弦向比徑向高出 10％ ~12％；闊葉樹材兩個(gè)方向上的差異一般不明顯。我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：試樣斷面為 2020mm，長度為 300mm，跨度為240mm；中央荷載，弦向加荷；試驗(yàn)以均勻速度加荷，在 12分鐘內(nèi)使試樣破壞。墊片的尺寸為 30205mm。 抗彎彈性模量o 木材抗彎彈性模量是指木材受力彎曲時(shí)，在比例極限內(nèi)應(yīng)力與應(yīng)變之比，用于計(jì)算梁及桁架等彎曲荷載下的變形以及計(jì)算安全荷載。梁在承受荷載時(shí)，其變形與彈性模量成反比，彈性模量大，變形小，其木材剛度也大。目前所試驗(yàn)過的國產(chǎn)樹種中， 針葉材抗彎強(qiáng)度最大 樹種為長苞鐵杉 ， 最小 的為 柳杉 ； 闊葉材抗彎強(qiáng)度最大 的樹種為海南子京 ， 最小 的為蘭考泡桐為 ；針葉材 抗彎彈性模量 最大樹種為 落葉松 ，最小的為 云杉；闊葉材抗彎彈性模量最大的樹種為 蜆木 ，最小的為蘭考 泡桐為 。木材 抗彎彈性模量 ，我國 針葉材 大多數(shù)樹種在 —12Gpa 之間， 闊葉材 大多數(shù)樹種在 —?？箯潖?qiáng)度測定要容易得多，利用此式可估測木材的抗彎彈性模量。 木材的抗剪強(qiáng)度o 木材抵抗剪切應(yīng)力的最大能力，稱為抗剪強(qiáng)度。在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)生橫紋剪切的現(xiàn)象不僅罕見，而且橫紋剪切總是要橫向壓壞纖維產(chǎn)生拉伸作用而并非單純的橫紋剪切，因此通常不作為材性指標(biāo)進(jìn)行測定。 木材抗剪試樣與受力支架1— 附件主桿 2— 塊 3—L 形塊 4， 5— 螺桿 6— 壓塊 7— 試樣 8—— 圓頭螺釘 o 木材的順紋抗剪強(qiáng)度視木材受剪面的不同，分為弦面抗剪強(qiáng)度和徑面抗剪強(qiáng)度 ,如圖。剪切面垂直于年輪的徑面，剪切破壞時(shí)，其表面較為粗糙，不均勻而無明顯木毛。o 木材順剪強(qiáng)度較小，平均只有順紋抗壓強(qiáng)度的10％ ~30％。闊葉樹材順剪強(qiáng)度平均比針葉樹材高出 1/2。針葉樹材，其徑面和弦面的抗剪強(qiáng)度大致相同。木材的硬度與木材的密度密切相關(guān)，密度大其硬度則高，反之則低。針葉樹材平均高出 35％，闊葉樹材高出 25％左右。o 木材硬度測定方法有布氏硬度法和金氏硬度法二種。試樣尺寸為 505070mm，試驗(yàn)是以每分鐘 36mm的均勻速度將鋼壓頭的半球完全壓入木材，直至 深度為止。對(duì)于含水率為 W%的木材，其硬度按下式計(jì)算：o HW = K P 木材的沖擊韌性 o 木材的沖擊韌性，是指木材受沖擊力而彎曲折斷時(shí)，試樣單位
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