擎天树木材物理力学性质研究

研究擎天树木材的密度、干缩性、弯曲强度、冲击韧性、硬度等主要物理力学性质.结果表明:基本密度、气干密度(含水率为12％)和全干密度分别为0.58°、0.658 g/cm3和0.627 g/cm3,气干密度属于国产木材的中等级水平.全干差异干缩和气干差异干缩分别为2.25和2.39,弦向和径向干缩湿胀差异较大.抗弯强度99.6 MPa,顺纹抗压强度52.1 MPa,冲击韧性53.3 kJ/m2,端面、弦面和径面硬度分别为5 864.8、5 097.3 N和5 265.9 N.擎天树木材的综合强度为151.69MPa,属中等材.     

人工林灰木莲木材物理力学性质研究

研究了灰木莲木材的密度、干缩性、弯曲强度、冲击韧性、硬度等主要物理力学性质。结果表明:基本密度、气干密度(含水率为12%)和全干密度分别为0.408、0.463和0.435 g/cm3,气干密度属于国产木材的轻等级水平。全干差异干缩和气干差异干缩分别为1.714和1.900,弦向和径向干缩湿胀差异较大。抗弯强度81.2 MPa,顺纹抗压强度43.7 MPa,冲击韧性17 kJ/m2,端面、弦面和径面硬度分别为4 200.1、2 984.8和2 589.7 N。灰木莲木材的综合强度为124.9 MPa,属低等材。     

火力楠人工林木材物理力学性质的研究

为掌握火力楠人工林木材的性质，为其木材利用提供科学指导，对火力楠人工林木材的主要物理力学性能指标进行了测定分析。结果表明，火力楠人工林木材的基本密度、气干密度以及全干密度平均分别为0.531、0.641 g·cm^-3和0.596 g·cm^-3，弦向、径向和体积气干干缩率平均分别为3.9%、2.7%和6.5%，对应的干缩系数平均分别为0.346%、0.239%和0.576%，差异干缩为1.444，属密度适中、干缩性小的一类木材；木材端面、弦面和径面硬度平均分别为5 989、4 847 N和4 829 N，抗弯强度、弹性模量、顺纹抗压以及冲击韧性平均分别为117.2 MPa（3级），10.61 GPa（3级）、57.8 MPa（3级）和55 kJ·m^-2（2级），综合强度达175 MPa，综合品质系数达3 295.7×10⁵ Pa，属高等级材。     

不同树龄尾巨桉无性系木材物理与力学性能评价

为了解不同树龄尾巨桉无性系木材物理力学性能,以5年和7年生尾巨桉无性系木材为对象,按照国家标准对其基本密度、气干密度、全干密度、干缩特性、硬度、顺纹抗压强度、抗弯强度、抗弯弹性模量和冲击韧性等物理力学指标进行系统测试和分析。结果表明:5年生尾巨桉木材基本密度、气干密度、全干密度分别为0.424、0.533和0.498 g/cm3,基本密度和气干密度均为2级;气干和全干差异干缩分别为2.78、2.28,分别达到5级、4级;弦向、径向和体积干缩系数平均值分别为0.297%、0.154%、0.474%,体积干缩系数达到3级,尺寸稳定性较差;7年生尾巨桉木材基本密度、气干密度、全干密度分别为0.438、0.543和0.507 g/cm3,基本密度和气干密度均为2级;气干和全干差异干缩分别为2.35、2.07,分别达到4级、3级;弦向、径向和体积干缩系数平均值分别为0.254%、0.157%、0.425%,体积干缩系数达到3级,尺寸稳定性较差;5年生和7年生尾巨桉木材的顺纹抗压强度分别为44.8、46.3 MPa,均为2级;抗弯强度分别为80.3、83.8 MPa,均为2级;抗弯弹性模量分别为10 032、10 805 MPa,均为2级;冲击韧性分别为44.2、46.6 kJ/m~2,均为2级;端面硬度分别为4158、4 494 N,均为3级;弦面硬度分别为3 175、3 388 N,均为3级;径面硬度分别为2 759和2 951 N,属于中等硬度木材;综合品质系数分别为29.5×10~7Pa、29.7×10~7Pa,为高等级材。研究结果为尾巨桉定向培育及其木材加工利用提供参考。     

5种桉树木材物理力学性质的差异比较

分析5种桉树幼龄材的物理力学性质的差异，为研究不同桉树材性变异规律及提高桉树木材利用效率提供参考。以采自广东湛江南方国家级林木种苗示范基地大田区的2.5年生和4年生赤桉、2.5年生尾巨桉及6年生尾细桉无性系L-9、M-11等5种不同林龄的桉木为研究对象，按照国家标准测量木材物理性质指标木材密度（基本密度、气干密度、全干密度）、气干（径向、弦向、体积）干缩率、全干（径向、弦向、体积）干缩率，以及力学性质指标抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗剪强度、顺纹抗压强度、硬度（弦面硬度、径面硬度、端面硬度），以SPSS、Excel等数据分析软件对其进行数理统计和分析，分析其差异和变异规律。5种桉树基本密度差异不显著，其余物理力学指标差异极显著。5种桉树的基本密度0.428～0.460 g/cm³，气干密度0.494～0.543 g/cm³，全干密度0.482～0.525 g/cm³，各品系间变异较小。气干干缩率在不同品系间存在着较大的变异，2.5年生赤桉＞4年生赤桉＞L-9＞M-11＞尾巨桉，径向干缩率变异最大。桉树随着林龄的增长干缩率值增大，说明林龄大的桉木更容易开裂。不同品种间力学性质差异显著。5种桉树木材密度与径面硬度和端面硬度呈正相关关系，说明桉树木材密度越大，其木材硬度越高。由木材密度指标看，桉树可作为纸浆材和纤维板材的原材料，随着林龄的增加，桉树木材物理力学性质指标值增加。按照木材物理力学指标分级标准可知，5种桉树木材密度属于小级；赤桉干缩率属于Ⅱ级，尾巨桉干缩率属于Ⅱ-Ⅲ级，L-9干缩率属Ⅳ级，M-11干缩率属于Ⅳ级；5种桉树木材抗弯强度和抗弯弹性模量均属于Ⅱ级，剪切强度属于Ⅴ级，端面硬度均属Ⅲ级。     

23年生大叶栎木材物理力学性质的初步研究

对广西平果县海明林场23年生大叶栎木材的主要物理力学性质进行了测定和分析。结果表明:大叶栎木材的气干密度(含水率为12%)、基本密度和全干密度分别为0.583 g.cm-3、0.462 g.cm-3和0.507 g.cm-3,气干密度属于国产木材的中等级水平;径向、弦向和体积干缩系数分别为0.099%、0.183%、0.296%,湿胀率依次为4.106%、7.958%和12.627%,差异干缩为1.5-1.9,其尺寸稳定性较好;冲击韧性为52.12 kJ.m-2,端面、径面和弦面硬度分别为41.53 MPa、31.41 MPa和35.51 MPa,顺纹抗压强度为44.50 MPa,抗弯弹性模量和抗弯强度分别为12.63 GPa和127.31 MPa,径面和弦面顺纹抗剪强度分别为8.76 MPa和10.54MPa,抗劈强度依次为124.3 N.mm-1和138.6 N.mm-1。除冲击韧性和硬度较低外,大叶栎木材的主要力学强度均属于国产木材的中等级水平。     

四川蓝桉幼龄材物理力学性质研究

【目的】分析四川产蓝桉幼龄材的物理力学性质及密度变异规律,为提高其利用效率、扩展其利用方式提供参考。【方法】参照木材物理力学性质测试国家标准,对5年生蓝桉的物理力学性质(气干径向干缩率、弦向干缩率、体积干缩率,全干径向干缩率、弦向干缩率、体积干缩率,气干密度、绝干密度和基本密度,顺纹抗压强度、抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗剪强度和端面、径面和弦面硬度等)进行了测定,并分析了其木材密度变异特性。【结果】5年幼龄四川蓝桉用材的气干径向、弦向、体积干缩率分别为2.38%,4.01%,6.75%;全干径向、弦向、体积干缩率分别为3.71%,5.65%,9.14%;气干密度、全干密度和基本密度分别为0.46,0.41,0.38g/cm3,3种密度在径向上均呈现出先减小后增大的变异规律,而在在轴向上,从基部到2m处基本保持不变,到4m处下降到最小,且下降幅度较大,4m以上随着树高的增加而增加;木材顺纹抗压强度为24.80 MPa,抗弯强度为58.26 MPa,抗弯弹性模量为6 444.24 MPa,顺纹抗剪强度为2.31 MPa,端面、径面和弦面硬度平均值分别为3.10,2.20,1.96kN。四川蓝桉5年幼龄材的综合强度为83.06 MPa,综合强度较小。【结论】蓝桉幼龄材物理力学性质较小,密度变异规律显著。     

马蹄荷木材材性与加工性能研究

【目的】为进一步加工利用马蹄荷木材及提高其附加值。【方法】以马蹄荷木材为研究对象,采用定性与定量的方法,对其物理力学性能和加工性能进行了研究。【结果】结果表明:马蹄荷木材的平均基本密度、气干密度和全/cm3、0. 525g/cm3;0. 525g/cm3;气干径向、弦向干缩率分别为2. 3%、3. 8%;全干径向、弦向干缩率分别为3. 5%、6. 4%;顺纹抗压强度为43. 2MPa,抗弯强度和抗弯弹性模量分别为95. 1MPa和7590MPa。【结论】马蹄荷木材机械加工性能好,适合旋切和刨切薄木,其综合性能达到中等级材,为二类材。     

赤桉幼龄材物理力学性质研究

【目的】研究20个不同赤桉家系及其不同部位物理力学性质的差异,为赤桉材性选育及木材的合理利用提供参考。【方法】以采自广东湛江南方国家级林木种苗示范基地大田区的20个45月生赤桉家系为研究对象,分别于树干梢部、中部、底部取木材试样,按照国家标准测量木材基本密度、气干(径向、弦向、体积)干缩率、全干(径向、弦向、体积)干缩率、抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗剪强度、顺纹抗压强度等11个指标,并计算气干和全干差异干缩值(弦向干缩率/径向干缩率),运用SPSS、Excel、DPS等软件对数据进行统计和分析,并采用隶属函数法综合比较20个赤桉家系木材的材性优劣状况。【结果】20个赤桉家系木材的基本密度为0.344～0.558 g/cm~3,木材基本密度在家系间以及家系与部位交互间差异性极显著,不同家系立木部位间差异不显著。赤桉气干差异干缩值、全干差异干缩值分别为1.60和1.51;不同家系间气干干缩率(径向、弦向、体积)及全干干缩率(径向、弦向、体积)差异极显著;不同部位间气干体积干缩率和全干体积干缩率差异不显著,而全干(径向、弦向)和气干(径向、弦向)干缩率差异均极显著。赤桉不同家系间抗弯强度(26.79～103.11 MPa)、抗弯弹性模量(3 987～10 498 MPa)、顺纹抗剪强度(11.31～39.32 MPa)、顺纹抗压强度(32.46～59.33 MPa)差异极显著;不同部位间除抗弯弹性模量差异极显著外,其余性状差异均不显著;赤桉不同家系间4个力学性质的变异系数范围为12.05%～20.25%。幼龄期赤桉木材4个力学性质间两两相关性极显著。利用隶属函数法对20个赤桉家系进行综合材性评价,隶属值均值排名前5位的家系依次为2007、20016、20021、10014、10079,其木材材性较优,其中10079、20016、2007生长情况较好,可作为赤桉用材林定向培育。【结论】45月生的赤桉木材属轻材,容易开裂,树干底部的差异干缩值比中部、梢部大,即底部木材更容易开裂和变形。     

观光木人工林木材物理力学性质的研究

为了摸清观光木人工林木材的基础材性,对其进行合理的开发和利用,测定和分析了27年生观光木人工林木材的主要物理力学性质。结果表明,观光木人工林木材属轻密度等级材;体积干缩系数属小,差异干缩属中等。抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗压强度和冲击韧性分别为79.79、6 517.88、42.38 MPa和26.01 kJ·m^-2,对应的强度等级分别为2级、1级、2级和2级;端面、弦面和径面的硬度分别为43.66、30.62 MPa和27.48 MPa,其中端面和弦面硬度均达到了中等硬度水平。木材的综合强度为122.17 MPa,属高强度树种;木材的综合品质系数达到2 929.7×10⁵ Pa,属于高等级材。     

火力楠心材与边材颜色和物理力学性质

研究火力楠心材与边材的颜色和物理力学性质,为该树种木材的合理开发和利用提供参考。采用CIE Lab颜色系统表征木材的颜色参数（明度指数L^*、红绿轴色品指数a^*、黄蓝轴色品指数b^*）;按照国家标准测量木材的物理性质（密度、干缩性、湿胀性）和力学性质（顺纹抗压强度、横纹抗压强度、抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗剪强度、硬度、冲击韧性、顺纹抗拉强度、抗劈力、握钉力）。结果表明,火力楠心材的L^*、a^*和b^*均小于边材,表明心材的颜色偏向黑色的程度更大,而偏向红色和黄色的程度更小,整体颜色更加暗深;火力楠心材与边材的总色差属人视觉感觉差异“可察觉”。火力楠心材的密度小于边材,二者密度均属中等;心材的差异干缩大于边材,二者气干干缩的不均匀性均属小;心材的体积干缩系数小于边材,二者干缩性均属很小。火力楠边材的吸水增重率大于心材,表明边材的渗透性优于心材。火力楠边材的硬度、冲击韧性、抗劈力和握钉力大于心材,而其余力学指标小于心材。火力楠心材和边材的顺纹抗压强度、抗弯强度、顺纹抗剪强度、端面硬度和冲击韧性,均属木材各项力学指标品质分级的中等及以上水平。火力楠心材的综合强度和综合品质系数均大于边材,二者均分别属高强度和强重比很高。     

柳杉木材物理力学性质研究

对20和30年生的柳杉木材物理力学性质进行了测定和分析,测定指标主要包括密度、干缩性、湿胀性、吸水性、顺纹抗压强度、横纹抗压强度、抗弯强度、抗弯弹性模量和冲击韧性。结果表明,柳杉木材的基本密度、气干密度、全干密度、生材密度分别为0.408 0、0.503 0、0.464 0和1.002 0 g/cm3,属小级别;其差异干缩为1.688 0,中等级别;顺纹抗压强度为43.200 MPa,横纹径向和弦向全部抗压强度分别为0.408和0.565 MPa,抗弯强度和抗弯弹性模量分别为88.200和9 505.0 MPa,冲击韧性为41.000 kJ/m2,除横纹抗压强度较低外,其余力学强度指标均属低级别;木材综合品质系数为3 221×105 Pa,品质系数较高,属高等级材。     

不同树龄秃杉与杉木人工林木材物理力学性质的比较

对采自广西南丹县山口林场8年生、14年生和28年生的秃杉Taiwania flousiana和杉木Cunninghamia lanceolata人工林木材进行了主要物理力学性质的测定和比较。结果表明：秃杉和杉木的木材密度及主要力学强度均随树龄增加而增大。秃杉木材的气干密度（含水率为12％）、基本密度、径向干缩系数、弦向干缩系数、体积干缩系数、弦面硬度、抗弯弹性模量、顺纹抗压强度、径面抗剪强度和弦面抗剪强度的平均值与杉木相比分别低2．3％,4．4％,1．6％,2．6％,1．5％,3．6％,3．8％,3．4％,17．5％和14．4％,但其端面硬度、径面硬度、抗弯强度、冲击韧性、径面抗劈力和弦面抗劈力的平均值与杉木相比则分别高6．6％,6．1％,3．4％,2．3％,15．0％和16．3％。差异显著性f检验表明,秃杉与杉木人工林的木材密度、硬度、顺纹抗压强度、抗弯弹性模量、抗弯强度、顺纹抗剪强度和抗劈强度均差异显著或极显著,但干缩系数和冲击韧性均差异不显著。图2表3参12     

中山杉与落羽杉木材物理力学性质比较研究

对中山杉302和落羽杉两种木材的部分物理力学性质进行了测试比较分析。结果表明:中山杉302木材的基本密度、气干密度、抗弯强度、抗弯弹性模量和顺纹抗压强度的平均值均比落羽杉高,而弦向全干干缩率、体积全干干缩率、弦向气干干缩率、体积气干干缩率均比落羽杉低;其差异都在0.05水平显著。中山杉与落羽杉树干上段(3.3～5.3m)木材的基本密度、气干密度、抗弯强度和抗弯弹性模量均低于下段(1.3～3.3m);两种木材的气干密度与弦向气干干缩率、体积气干干缩率呈显著的正相关,与抗弯强度、顺纹抗压强度呈正相关,与抗弯弹性模量呈负相关。     

负压轻炭化木材物理力学性能

对比了奥克榄Aucoumea klaineana,椴木Tilia europaea,单瓣豆Monopetalanthus sp.等3种木材在同一炭化条件下物理力学性能的变化,探究负压轻炭化处理木材的可行性与实际效果。将3种木材分别置于真空炭化箱内以160℃,0 MPa的条件处理3.0 h,然后将木材按照国标规定的木材物理力学试材锯解及试样截取方法加工,之后分别测量木材的密度、色差、冲击韧性、抗弯强度、抗弯弹性模量、硬度、干缩率和湿胀率。结果表明:在该炭化工艺下单瓣豆的体积干缩系数降低了16.00%,尺寸稳定性有较大改善;抗弯强度增加了18.00%,径面、弦面和端面硬度分别增加了19.00%,33.00%和50.00%,冲击韧性损失24.00%。负压轻炭化能够在一定程度上改善木材的尺寸稳定性,并且使其物理力学性能不受太大损失。     

人工林刺槐木材物理力学性质研究

目的刺槐作为我国重要的速生用材树种,被广泛应用于北方人工林种植,深入研究刺槐木材的物理力学性质,为刺槐人工林建设经营以及木材的高效精细化利用提供科学依据。方法本文对采自于山东省东营市刺槐林场的4株不同树龄人工林刺槐沿树干等分成0.65 m长若干小段并顺序编号,测定和分析每段木材的物理性质(气干密度、全干密度、基本密度)、力学性质(顺纹抗压强度、横纹径向全部抗压强度、横纹弦向全部抗压强度、抗弯强度、抗弯弹性模量)以及化学组分(纤维素、半纤维素、木质素)含量,并通过SEM电镜扫描图对各段木材的微观构造进行对比分析。结果刺槐木材的气干密度、全干密度、基本密度、顺纹抗压强度、横纹全部抗压强度(径向、弦向)、抗弯强度、抗弯弹性模量均随树龄的增大而增加,随树干位置增高呈现先增大后减小的规律。将木材气干密度与顺纹抗压强度、横纹(径向、弦向)全部抗压强度、抗弯强度、抗弯弹性模量分别进行线性和幂函数拟合,两种模型均能很好地拟合试验结果,拟合度R2值为0.865~0.895。各段木材化学组分中纤维素含量随树龄及树干高度位置的变化规律与木材各项力学性质的变化规律相似。木材的微观构造中导管占比率随树龄增大而减少,随树干高度位置增加呈现出先减后增的变化规律。结论10年生、15年生、20年生、25年生刺槐木材的气干密度、顺纹抗压强度、抗弯强度、抗弯弹性模量均为中级以上,是良好的家具和建筑用材。在利用时应充分考虑不同树龄木材和树干不同位置的差别。密度作为影响木材力学性质的直接要素,可根据相关方程通过刺槐木材的密度值估算部分力学性质的数值。刺槐木材纤维素含量与木材各项宏观力学性质相关度很高,而木材导管占比率的差异则从微观构造上揭示了木材密度变化的内在机理。