木材的力学性能参数分析整理解析.docx

PAGE PAGE # 木材的力学性能参 TOC \o 1-5 \h \z 目 录 1.1木材的力学性质 P3 2.1木材力学基础理论 P3~ P8 3.1木材力学性质的特点 P8~ P20 4.1木材的各种力学强度及其试验方法 P20~ P28 5.1木材力学性质的影响因素 P28~ P31 6.1木材的允许应力 P31~ P33 7.1常用木材物理力学性能 P34~ P36 1.1木材的力学性质 主要介绍:木材力学性质的基本概念、木材的应力一应变关系； 木材的正交异向弹性、木材的黏弹性、木材的塑性； 木材的强度与破坏、单轴应力下木材的变形与破坏特点; 基本的木材力学性能指标； 影响木材力学性质的主要因素等。 ，在变形和破坏方面所表现出来的性质。 ，木材属生物材料，其构造的各向异性导致其力学性质的各向异性。 因此，木材力学性质指标有顺纹、横纹、径向、弦向之分。 ，合理选才、用材。 b顺纹理剪切2.1木材力学基础理论 b顺纹理剪切 and stra in） 定义：材料在外力作用下，单位面积上产生的内 7^ 力，包括压应力、拉应力、剪应力、弯应力等。 rm创,!.- 单位：N/mm2（二MPa） 压缩应力：短柱材受压或受拉状态下产生的正应力称为压缩应力； 压应力：严P/A 拉伸应：短柱材受压或受拉状态下产生的正应力称为拉伸应力; 拉应力：（T二P/A 剪应力：当作用于物体的一对力或作用力与反作用力不在同一条作用 线上，而使物体产生平行于应力作用面方向被剪切的应力； T =P/A 定义：外力作用下，物体单位长度上的尺寸或形状的变化; 应变：￡±/ L / L BL 应力一应变曲线：曲线的终点M表示物体的破坏点 应3E 应3E 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 会完全回复，其中一部分会永久残留。 破坏应力、极限强度：应力在 M点达到最大值，物体产生破坏（劎）; 破坏应变：M点对应的应变（切） 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 （CY）o and plasticity） 弹性：物体在卸除发生变形的荷载后，恢复其原有形状、尺寸或位置 的能力； 塑性：物体在外力作用下， 当应变增长速度大于应力增长速度，外力 消失后木材产生永久残留变形部分， 为塑性变形， 木材的这一性质叫 塑性; 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 变不会完全回复，其中一部分会永久残留。 弹性变形实际上是分子内的变形和分子间键距的伸缩； 塑性变形实际 上是分子间相对位置的错移。 and modulus） 在弹性限度范围内，大多数材料应力与应变间有如下关系：° = EM胡 克定律） 弹性模量（ E ）： 物体产生单位应变所需要的应力，它表征材料抵抗 变形能力的大小，E=应力/应变,物体的弹性模量值愈大，在外力作用 下愈不易变形，材料的强度也愈大，E = ° /叫弹性模量。 柔量：弹性模量的倒数， 表征材料在荷载状态下产生变形的难易程度 , a= E1 = e /为柔量. 弹性模量的意义： 在弹性范围内， 物体抵抗外力使其改变形状或体积 的能力。是材料刚性的指标。 loading and destroy loading） 极限荷载：试件达到最大应力时的荷载 破坏荷载：试件完全破坏时的荷载。 气干材上述两个值相同； 而湿木材两者不同， 破坏荷载常低于极限荷 载。 3.1 木材力学性质的特点 表现在木材的物理性质，如干缩、湿胀、扩散、渗透等。在力学性能 上，如弹性、强度和加工性等方面。从强度上来看，木材的压缩、拉 伸、弯曲及冲击韧性等均为当应力方向与纤维方向平行时， 强度值最 大，随着两者之间的倾角变大，强度锐减。 前述木材物理性质(干 缩性、热、电、声学等)构造性质各向异性，同样木材力学性质亦存 在着各向异性。木材大多数细胞轴向排列，仅少量木射线径向排列。 木材为中空的管状细胞组成， 其各个方向施加外力， 木材破坏时产生 的极限应力不同。例如顺纹抗拉强度可达 120.0-150.0Mpa ，而横纹 抗拉强度仅 3.0-5.0Mpa(C-H,H-O) ，这主要与其组成分子的价键不同 所致。轴向纤维素链状分子是以 C-C、 C-O 键连接，而横向纤维素链 状分子是以C-H、H-O连接，二者价键的能量差异很大。 木材宏观上呈层次状：同心圆状年轮 木材有纵向和横向组织： 大多数细胞和组织呈轴向， 射线组织呈径向。 胞壁结构：细胞壁各层微纤丝排列方向不同 胞壁的成分：以纤维素为骨架。 纤维素的结构、晶胞有关