杨柳木材增强沙柳材MDF力学性能

木材的力学性能

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8.4 木材的强度、韧性与破坏
8.4.1 木材的强度
强度是指材料抵抗其受施应力而不致破坏的能力，表示单位截面积上材料的最大承载能力。
木材是各向异性的高分子材料，根据所施加应力的方式和方向的不同，木材具有顺纹抗拉强度、顺纹抗压强度、横纹抗压强度、抗弯强度等多项力学强度指标参数。
弹性的组分C1C2——初次蠕变（弹性后效变形）
剩余永久变形C2C3=DE——二次蠕变（塑性变形）
木材蠕变曲线变化表现的正是木材的黏弹性质。
木材的蠕变曲线
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8.3.1.3 蠕变规律
（1）对木材施载产生瞬时变形后，变形有一随时间推移而增大
的蠕变过程；
（2）卸载后有一瞬时弹性恢复变形，在数值上等于施载时的瞬时变形；
8.1.2.1 应力—应变曲线
应力—应变曲线：表示应力与应变的关系曲线。
曲线的终点M表示物体的破坏点。
a
b
应力-应变曲线（模式图）
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8.1.2.2 比例极限与永久变形
比例极限应力：直线部分的上端点P对应的应力。比例极限应变：直线部分的上端点P对应的应变。。
塑性应变（永久应变）：应力超过弹性限度，这时如果除去应力，应变不
度的6%～10%。顺纹拉伸时，微纤丝之间产生滑移使微纤丝撕
裂破坏，其破坏断面通常呈锯齿状、细裂片状或针状撕裂。其断面形状的不规则程度，取决于木材顺拉强度和顺剪强度之比值。一般健全材该比值较大，破坏常在强度较弱的部位剪切开，破坏断面不平整，呈锯齿状木茬。
它具有时间滞后性。
塑性变形是纤维素分子链因荷载而彼此滑动，变形是不可逆转的。
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木材构造与力学性能考核试卷

9.常用于室外建筑的木材应具有良好的______性能和耐久性能。
10.在乐器制造中，常用的木材应具有良好的______性能和声学特性。
四、判断题（本题共10小题，每题1分，共10分，正确的请在答题括号中画√，错误的画×）
1.木材的含水率越高，其力学性能越好。（）
2.木材的顺纹抗拉强度高于横纹抗拉强度。（）
五、主观题（本题共4小题，每题5分，共20分）
1.请简述木材的含水率对其力学性能的影响，并说明在木材加工和使用过程中应如何控制含水率。
2.描述木材的纹理方向对其力学性能的影响，并举例说明不同纹理方向的木材在建筑结构中的应用。
3.请阐述木材防腐处理的目的和方法，并分析防腐处理对木材性能的影响。
4.讨论木材的燃烧性能及其影响因素，并提出提高木材防火性能的措施。
13.哪些因素会影响木材的导热性？( )
A.木材含水率
B.木材密度
C.木材纹理方向
D.木材种类
14.以下哪些方法可以用于改善木材的燃烧性能？( )
A.添加阻燃剂
B.增加木材含水率
C.使用防火涂料
D.改变木材的纹理方向
15.以下哪些木材具有良好的耐水性能？( )
A.樟木
B.桦木
C.红松
D.桃木
16.哪些因素会影响木材的声学性能？( )
6.木材在结构应用中的主要弱点是什么？( )
A.顺纹抗拉强度低
B.横纹抗拉强度低
C.抗弯强度低
D.易受生物侵蚀
7.以下哪些因素可能导致木材翘曲？( )
A.干燥不均匀
B.含水率过高
C.纹理方向不同
D.外力作用
8.哪些环境因素会影响木材的使用寿命？( )
A.温度
B.湿度

木材的力学与结构

复合材料力学模型
复合材料的定义和分类
复合材料的力学性能
复合材料的力学模型建立
复合材料的力学分析方法
复合材料的力学应用实例
复合材料的力学研究进展和发展趋势
木材的结构设计
木材的受力分析
木材的力学性能：强度、硬度、弹性等木材的应力分布：轴向应力、径向应力、切向应力等木材的变形分析：压缩、拉伸、剪切、扭转等木材的破坏形式：断裂、变形、磨损等
木材的力学模型
弹性力学模型
木材的弹性模量：描述木材抵抗形变的能力
木材的剪切模量：描述木材抵抗剪切应力的能力
木材的体积模量：描述木材抵抗体积变化的能力
木材的泊松比：描述木材在受力时体积变化的程度
塑性力学模型
塑性力学模型的基本概念塑性力学模型的应用范围塑性力学模型的优缺点塑性力学模型在木材力学中的应用实例
木结构的耐久性与安全性
木材的耐久性：自然耐久性、人工处理耐久性
木材的安全性：抗压强度、抗弯强度、抗剪强度
木结构的设计：考虑木材的力学性能、结构形式、连接方式
木结构的维护：定期检查、维修、更换受损部分
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汇报人：
木材的结构稳定性
木材的力学性能：强度、硬度、弹性等
木材的结构设计原则：合理利用木材的力学性能，保证结构的稳定性
木材的连接方式：榫接、胶接、钉接等，保证结构的稳定性
木材的防腐处理：防止木材腐烂、虫蛀等，保证结构的稳定性
木材的结构优化
木材的力学性能：强度、硬度、弹性等
木材的结构设计原则：合理利用木材的力学性能，提高结构稳定性
木材的密度与含水率

木材力学性能(参考)

（3）韧性——材料抵抗冲击的能力（KJ／m2）
韧性大的木材抗冲击能力强，抗劈性也强。所以工程中用木材的抗冲击性和抗劈性来表示木材的韧性。
（4）塑性——材料所具有的保持不可恢复的变形的性质。
木材属于非完全弹性材料，仅在一定范围内具有弹性，超过此范围后，木材即产生塑性变形。
木材的塑性与树种、树龄、温度、含水率有关。
5.2.3.2 抗弯强度的测定
各树种木材抗弯强度平均值约为90MPa左右。针叶树材径向和弦向抗弯强度间有一定的差异，弦向比径向高出10％~12％；阔叶树材两个方向上的差异一般不明显。抗弯强度的测定方法各国不同，区别在于试样的尺寸、加荷方式和加荷速度的差别。我国国家标准规定：试样断面为20×20mm，长度为300mm，跨度为 240mm；中央荷载，弦向加荷；试验以均匀速度加荷，在1-2分钟内使试样破坏。试验时为避免试样在支座和受力点产生压痕，影响试验结果，在支座和受力点上应加钢质垫片。垫片的尺寸为30×20×5mm。
力学模型
，
数学模型
根据流变学理论，其任一瞬时的蠕变柔量J（t）为：
J (t ) J 0
t
0
，
J i (1 e
i 1
n
t / zi
)
5.1.5 木材力学性质的特点
5.1.5.1 木材性质的层次性针叶材阔叶树层次状明显，木材横切面上可以见到致密的晚材与组织疏松的早材构成年轮而成同心园状。径切面上早晚材交替为平行的条纹；弦切面上则交替为“V”形花纹；木材力学性能各轮多少有点差异。
5.2.1 木材的抗拉强度
木材顺纹抗拉强度，是指木材沿纹理方向承受拉力荷载的最大能力。木材的顺纹抗拉强度较大，各种木材平均约为117.7－147.1MPa，为顺纹抗压强度的2－3倍。木材在使用中很少出现因被拉断而破坏。

木材的力学性能

度的6%～10%。顺纹拉伸时，微纤丝之间产生滑移使微纤丝撕
裂破坏，其破坏断面通常呈锯齿状、细裂片状或针状撕裂。其断面形状的不规则程度，取决于木材顺拉强度和顺剪强度之比值。一般健全材该比值较大，破坏常在强度较弱的部位剪切开，破坏断面不平整，呈锯齿状木茬。
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（2）剪切弹性模量
剪切应力τ与剪切应变γ之间符合： τ=Gγ 或 γ=τ/G
G 为剪切弹性模量，或刚性模量。（3）泊松比
物体的弹性应变在产生应力主轴方向收缩（拉伸）的同时还伴随有垂直于主轴方向的横向应变，将横向应变与轴向应变之比称为泊松
比（）。
'
分子表示横向应变，分母表示轴向应变。
8.3.1 木材的蠕变
8.3.1.1 蠕变蠕变：在恒定应力下，木材应变随时间的延长而逐渐增大的现象。
瞬时弹性变形:与加荷速度相适应的变形，它服从于虎克定律；
黏弹性变形:加荷过程终止，木材立即产生随时间递减的弹性变形；塑性变形:最后残留的永久变形。差异：黏弹性变形是纤维素分子链的卷曲或伸展造成的，变形是可逆的，但较弹性变形
（4）弹性常数弹性模量E、剪切弹性模量G、泊松比通常统称为弹性常数。
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8.2.2 木材的正交对称性与正交异向弹性
8.2.2.1 正交异向弹性
木材为正交异性体。弹性的正交异性为正交异向弹性。
8.2.2.2 木材的正交对称性
木材具有圆柱对称性，使它成为近似呈柱面对称的正交对称性物体。符合正交对称性的材料，可以用虎克定律来描述它的弹性。
当应力值超过弹性限度值并保持基本上一定，而应变急剧增大，这种现象叫屈服，而应变突然转为急剧增大的转变点处的应力叫屈服应力(σY)。

杨、柳软质木材改性工艺研究及其物理性能比较

杨、柳软质木材改性工艺研究及其物理性能比较兰亚军;杨志斌;李晖;杨丽森【摘要】杨树、柳树是中原地区主要的速生树种，为充分利用速生林软质木材，研究其改性工艺，提高木材品质。

作者通过对杨、柳木干燥改性实验，对软质木材进行改性。

改性后木材尺寸稳定性增强、硬度大幅增大，杨树、柳树硬度分别提高49．2％、40．1％；木材的抗弯强度分别提高49．0％、51．5％。

%The poplar and willow have been main fast growing species in the central plains.In order to make full use of fast-growing softwood,research on modification process and improving wood quality has been very necessary.In this paper,research on the modification experiment of poplar and willow was made.The dimensional stability and hardness of modified wood increased significantly.The hardness of poplar and willow increased by 49.2% and 40.1% respectively;the bending strength of poplar and willow increase by 49.0% and 51.5% respectively.【期刊名称】《湖北林业科技》【年(卷),期】2012(000)004【总页数】3页(P28-30)【关键词】杨木;柳木;干燥改性工艺;硬度;抗弯强度【作者】兰亚军;杨志斌;李晖;杨丽森【作者单位】湖北省林业科学研究院,武汉430075;湖北省林业科学研究院,武汉430075;湖北省林业科学研究院,武汉430075;湖北省林业科学研究院,武汉430075【正文语种】中文【中图分类】S792.11杨树、柳树Salix matudana 是中原地区重要的速生树种，人工林杨树除了速生丰产以外，其木材的密度低、材质松软、颜色浅、含水率高且分布不均，易变形［1］；柳树也由于材质疏松、含水率高、尺寸稳定性不好等原因，导致杨柳木都不能直接利用，目前仅作为纤维板、胶合板等用材。

增强-阻燃处理改善柳杉木材的性能研究

中图分类号：Ｔ４；Ｓ６Ｕ５５Ｔ６
文献标识码：Ａ
文章编号：０１８５（０１０—０５０１０ —６４２１）４０１－３
ＰｒｐｒｉｓｏｙｏｅｉｒｕｉａｔｒＳｒｎｔｎｎｇＩｌｍｉｇｏｅｔｅｆＣｒｐｔｍｒａＦｏｔｎｅｆｅｔｅｇｈｅｉ－ｎｆａｎ
ＭＰ，ａ２ｈ后卸压取出试材。对处理材进行干燥处理：００℃下，理３ｄ４￣６处；
表ｌ显示，素材相比，与ＭＵＦ树脂处理材和复配改性液处理材的ＭＯＲ和ＭｏＥ均大幅提高，表并现出随树脂处理液质量分数增大而上升的趋势。经复配改性液处理后，材的ＭＯＲ较素材，试仅提高了
算试材的增重率，每种处理条件的试材ｌ个。５
１３性能检测．
单独使用树脂改性液处理时提高２～４。６２分析原因，硼酸促进了ＭＵＦ树脂的固化，其使
在木材内部形成更多的团状物和链状物，在木材的弹
性限度范围以内，团状物或链状物对试材ＭＯ的提Ｅ
（．１北京林业大学材料科学与技术学院，北京１０８；２００３．中国林科院木材工业研究所，北京１０９；００１
３．中国林科院林业新技术研究所，北京１０９）００１
摘要：采用不同质量分数的低分子量三聚氰胺一醛树／（脲１ＭＵＦ，其与硼酸砂复配的改性液，别对柳杉木材３）及硼分

纤维板发明专利

态，这时将固态阻燃剂喷洒在其表面，在这期间，通过干燥管道的干燥，带胶纤维含水率相对很低，纤维处于
松散状态，胶水虽然没有完全固化，但也处于相对干燥
发明名称：一种全生物质增强纤维板
公开号：Ｃ１２５３８Ｎ０２９６Ａ
申请人：湖北大学；武汉强力荷新材料有限公司摘要：本项目涉及一种农作物秸秆制全生物质增强纤
然后添力１％～１％的胶黏剂，再经热压后制成。本发明发明名称：用蒸爆浆料干法生产无胶纤维板的方法１０１６首创性地利用工业大麻秆强度高、多孔、密度低的特点公开号：ＣＮ１２２５１０２５７Ａ来制造纤维板，与同类木质纤维板产品相比，该产品具申请人：浙江农林大学有密度低、强度高、承重性能好的特ｌ生。该技术的实施摘要：一种用蒸爆浆料干法生产无胶纤维板的方法，涉不仅能显著节约木材资源、保护生态环境，而且变废为及用禾本科植物纤维蒸汽爆破制得的浆料干法生产无胶个步骤进行：一是原料宝，为工业大麻的应用提供了新的途径。有助于推动工纤维板的方法。该方法按如下７业大麻产业的进一步发展，具有良好的社会效益和经济准备，二是蒸汽爆破浆料的制备，三是分离、精磨与混
维回收；故障排除后，控制伸缩鼻及回收风机关闭。本括选取原材料，表层、底层、芯层制备，铺装，预压，
热压，冷却，堆放，裁边，进行物理力学和燃烧性能测维板的制备工艺，该产品主要用作汽车内装饰零部件
试等工艺步骤。对表层、底层与芯层材料采用分开施衬板。该材料是利用大宗农作物秸秆，主要是以稻
■ 新专和ｈＴ