（精）第九章 木材的力学性质.ppt

第九章 木材的力学性质 9.1 木材力学性质概述 9.2 木材力学的各项异性 9.3 木材的粘弹性 9.4 木材的各种力学强度 9.5 影响木材力学性质的主要因素 9.1 木材力学性质概述 弹性和塑性：oa段为木材的弹性阶段; a点对应的应力σp为木材的比例极限，b点对应的应力σe为木材的弹性极限。在bc段，应力应变关系不呈直线，塑性变形主要发生在这一阶段，c点为木材所能承受的最大应力，称为强度极限或强度。 木材力学性质的分类 按力学性质分为强度、硬度、刚性，韧性等 按荷载性质分为静力载荷、冲击载荷、震动载荷、长期载荷等 按作用力的方式分为拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转及纵向弯曲等 按作用力方向分为顺纹和横纹。横纹又可分为弦向和径向 按工艺要求分有抗劈力、握钉力、弯曲能力和耐磨性等 9.2 木材力学的各项异性 强度的各项异性：轴向拉伸强度 径向拉伸强度 弦向拉伸强度 （即：拉伸强度纵向远远大于横向，而径又大于弦向。 ） 注：EL顺纹（L）弹性模量的延展应变 ER水平径向（R）弹性模量 VLT顺纹延展应力的泊松比＝T向压力应变/L向的延展应变 ET水平弦向（T）弹性模量 VRT径向延展应力的泊松比＝T向压力应变/R向的延展应变 GLR顺纹—弦面剪切模量 GLR顺纹—径面剪切模量 VLR顺纹延展应力的泊松比＝R向压力应变/L向 GTR水平面剪切模量 从表6-1可以知道顺纹理的弹性模量（EL）比模纹理（ER，ET）大得多，各向异性程度（de-gree of anisotropy）介于18－60，有些木材的各向异性程度甚至高达182 9.3 木材的粘弹性 木材的蠕变：在恒定的应力作用下，木材的应变随时间增长而增大的现象。 木材的松弛：对木材施加应力，使之产生一定的应变，如果要保持该应变，就必须随时间的推移逐渐减小产生该应变的应力，这种现象称为木材的应力松弛，简称为松弛 。 9.4 木材的各种力学强度 抗压强度 抗拉强度 抗剪强度 抗弯强度和抗弯模量 冲击韧性 硬度 抗劈力 9.5 影响木材力学性质的主要因素 纹理方向的影响 木材强度受纤维倾斜影响显著。拉伸和压缩强度均为顺纹最大，横纹最小。当载荷与纤维方向间的夹角由小至大变化时，木材将有规律地降低。 图9－5木材密度对强度的影响 图9－6 载荷时间的影响 * * 图9-1应力与应变曲线 表9-1 几种材料的弹性常数（E和G的单位：N/mm2） ） 79 1180 910 0.37 0.43 0.63 900 1300 16400 9 590 花旗松 66 1172 676 0.51 0.42 0.68 573 1103 16272 10 550 松木 39 758 690 0.47 0.37 0.43 496 896 11583 12 390 云杉 针叶树材 460 1610 1060 0.51 0.45 0.75 1140 2240 13700 11 750 山毛榉 269 1310 896 0.51 0.46 0.71 827 1516 15790 9 670 白蜡木 228 896 690 0.63 0.49 0.72 621 1172 11239 11 590 核桃木 33 310 200 0.49 0.23 0.66 103 296 6271 9 200 轻木 阔叶树材 GTR GTR GLT VLT VLR VRT ET ER EL 含水率(%) 密度 (kg/m3) 树种 图9-2 木材的蠕变曲线 图9-3 木材的应力松弛曲线 图9-4 温度和含水率对松木极限强度的影响 A—顺纹抗拉 B—顺纹抗压