木材湿热软化径向压缩变形特征研究进展

压缩变形特征是压缩木研究的重要内容。文中针对木材湿热软化径向压缩变形,从压缩变形的影响因素、压缩变形位置对其力学性能的影响和压缩变形固定3个方面综述国内外研究进展,包括树种、生长轮构造和压缩工艺对木材压缩变形的影响,压缩变形位置对力学性能的影响,以及热处理对压缩变形的影响,指出木材湿热软化径向压缩研究中关于压缩变形需要继续解决的主要问题以及发展方向,以期为湿热软化径向压缩木材的进一步研究和应用提供参考。     

获得土体回弹模量的方法研究

指出了回弹模量做为一种表征土体却荷回弹性质的参数,室内土工试验可以获得,但试验周期较长,成本较高,因而只有在重要工程中才要求试验测试,一般工程只要求测试土体的压缩模量。通过搜集45套回弹模量与压缩模量的试验数据,在统计分析的基础上进行了回弹模量取值研究,成功的建立了回弹模量经验模型,模型计算值与试验测试值吻合程度很好,为获得回弹模量提供了一种新途径。     

水蒸汽处理对五树种压缩变形恢复率力学性能影响的研究

采用180℃水蒸汽、处理时间1—12min对五树种压缩试件进行处理，考察处理时间对压缩变形恢复率及对木材试件力学性能的影响，并探讨了该条件下影响压缩木材变形固定的主要因素。     

高温水蒸气处理固定大青杨木材横纹压缩变形的研究

采用高温水蒸气处理和加热处理固定大青杨木材压缩变形，并对两种处理结果进行比较。测定了木材的抗胀（缩）率（ASE）、阻湿率（MEE）、质量损失率（WL）、压缩率、压缩变形恢复率等各项指标。结果表明：无论是高温加热处理还是高温水蒸气处理，木材的尺寸稳定性明显得到提高。在相同温度条件下，当ASE的值超过50％时，高温水蒸气处理所需要的时间远远小于高温加热处理所需要的时间，当温度为180℃时加热处理需要15－20h，而水蒸气处理仅需要8min，压缩变形被固定。     

木材压缩变形固定处理技术研究进展

压缩密实化是木材提质增优的处理方法之一。木材作为一种具有形状记忆效应的天然有机高分子材料,当被压缩或弯曲后,在温度和湿度等环境因子的影响下容易发生蠕变回复。木材压缩变形的回复对木材制品的尺寸稳定性和力学性能均有重要的影响,研究木材压缩变形固定处理技术对木材加工改性和高效利用具有重要指导意义。概述了木材压缩变形固定处理技术在国内外的研究进展和现状,重点梳理归纳了水热（蒸汽）预处理、压缩后热处理以及化学处理对木材压缩变形固定的研究进展。在此基础上,分析和提出了木材压缩变形固定处理技术的思路和未来发展方向,以期为压缩材的高效加工利用提供科学指导。     

水蒸气前处理对杨木等5个树种木材压缩变形恢复率及力学性能影响的研究

研究了以200℃水蒸气处理温度，处理时间从2～60min对5树种压缩试件进行处理，考察处理时间对压缩变形恢复率的影响；对木材试件力学性能的影响及探讨该条件下影响压缩木材变形固定的主要因素。     

常压条件下温度对饱水试件压缩变形恢复率影响的研究

研究了常压下温度对五树种饱水试件压缩变形恢复率的影响及对压缩时木材力学性能的影响，并探讨了该条件下影响压缩木材变形固定的主要因素。     

竹材在压缩大变形下的力学行为Ⅱ.微观变形特征

以毛竹小试件为对象,使用显微加栽装置研究了竹材在三个方向的压缩大变形下微观结构的变化特征。研究表明,竹材在径向受压和弦向受压时具有相同的屈服极限,这主要取决于薄壁基本组织在横向具有相同的屈服行为。由于竹材基本组织是传递荷栽的优良基体,竹壁在径向压缩和弦向压缩下具有相同的宏观力学行为,可视为两相纤维复合材料;在轴向压缩大变形下,竹材承栽的主体是竹纤维,轴压屈服极限是横压屈服极限的3倍。     

木材横纹压缩大变形应力—应变关系的定量表征

在１００－１３００ｋｇ／ｍ＾３的密度变范围选取１７种阔叶树试材，采用典型的６种木木材压缩加工条件（气干，２０℃饱水２０℃；饱水１００℃３种条件与约束条件相结合），进行横纹大变形压缩试验和数字化数据采集，经数据分析处理，建立了定量描述木材横纹压缩大米表全领域应力－应变关系的数学表达式。该式的适用性对本试验范围内的各树种、压缩工艺有效，计算值与实测值十分吻合。     

多元羧酸类化合物对木材大压缩量变形的固定作用

以多元羧酸类化合物为酯化剂、以无机盐类为催化剂的交联体系是一类新型的水溶性、无毒害、无污染、木材交联反应未采用过的非甲醛系试剂交联体系。本文研究了这类非甲醛系试剂对木材大压缩量变形的固定作用,结果表明浓度９％的１,２,３,４丁烷基四羧酸处理大青杨试件,干状态的变形恢复率较低,沸水中变形恢复率接近于２７０１％。用１,２,３,４丁烷基四羧酸交联处理木材可以固定压缩变形,适宜的树脂浓度为９％。材色由偏红向偏黄方向转变。     

木材横纹压缩大变形应力－应变关系的定量表征

在１００—１３００ｋｇ／ｍ３的密度变异范围选取１７种阔叶树试树，采用典型的６种木材压缩加工条件（气干·２０℃：饱水·２０℃：饱水·１００℃３种条件与约束条件相组合），进行横纹大变形压缩试验和数字化数据采集，经数据分析处理，建立了定量描述木材横纹压缩大变形全领域应力－应交关系的数学表达式。该式的适用性对本试验范围内的各树种、压缩工艺条件均为有效，计算值与实测值十分吻合。     

不同处理方法对人工林杨木压缩变形恢复率的研究

采用加热和水蒸气处理方法对人工林杨木进行压缩变形恢复率的研究,目的是为了改善人工林软质木材的材性,提高其尺寸稳定性。结果表明:加热和水蒸气处理都是固定人工林木材压缩变形的有效方法。     

竹材在压缩大变形下的力学行为Ⅰ.应力-应变关系

以毛竹为对象，研究了竹材在不同温度及约束条件下沿径向、弦向和轴向压缩大变形下的力学行为，建立了描述竹材在压缩大变形下的应力－应变关系。试验表明，竹材在径向施压和统向施压下具有相同的力学行为，其整个大变形过程可分为三个阶段：线弹性阶段、屈服后弱线性强化阶段和幂强化阶段。     

低分子量MF树脂固定杨木压缩木回弹技术的初步研究

增加木材硬度和体积稳定性的方法主要包括化学改性、压缩处理和热处理。本研究使用不同浓度的水溶性低量三聚氰胺－甲醛（ＭＦ）树脂处理大青杨（Ｐｏｐｕｌｕｓ ｕｓｓｕｒｉｅｎｓｉｓ）木材，并在加热过程中作横纹方向的压缩处理，其实验结果表明：经低分子量ＭＦ树脂处理的木材试件，抗胀（缩）率（ＡＳＥ）为４７％，阻湿率（ＭＥＥ）为３６％；１０％树脂浓度处理的试件的室温条件浸水可完全保持其压缩变形；１７．５％和２５     

基于SHPB试验的桦木压缩动力学特性

【目的】利用木材动态压缩加载试验研究热磨机研磨解离破碎阶段木材原料受动态压缩载荷的动力学特性,并研究应变率、加载方向对木材原料动力学特性的影响,旨在深化木材原料研磨解离机制的研究,为热磨法纤维分离设备及磨片的齿形结构优化设计提供理论指导。【方法】利用 Hopkinson 杆试验装置对含水率为12.65%、密度为0.50 g·cm －3的桦木试件进行应变率约为400,800,1200 s －1,加载方向为径向、弦向和轴向的动态压缩试验,获得桦木在不同应变率及方向上动态压缩加载的解离特征、动态应力－应变曲线及相应的力学特性。【结果】对比分析各组试验后试件的破坏形态发现：1)当应变率约为400 s －1时,径向、弦向和轴向加载的试件主要发生塑性变形;2)当应变率约为800 s －1时,径向加载试件被解离成几大块,并且有一些“火柴棍”状的小试件从大试件上剥离;弦向加载试件沿加载方向上产生更大的塑性变形,并且在试件上、下两端处沿加载方向产生贯穿性裂纹,试件被解离成三大块;轴向加载试件受载面边缘处的纤维大量产生压溃现象,在加载面上产生贯穿性裂纹且有片状小试件从大试件上剥离;3)当应变率约为1200 s －1时,径向加载试件被解离成大量“火柴棍”状的小试件,并且小试件的尺寸明显小于应变率为800 s －1时;弦向加载试件沿加载方向上产生的塑性变形与应变率为800 s －1时相当,但是试件上端处被解离成许多片状的小试件,并且沿加载方向试件上产生了数条贯穿整个试件的大裂纹;轴向加载试件被解离成大量短粗状的小试件,并且小试件上带有明显的褶皱。对比分析各组试验试件的应力－应变曲线发现：1)动态压缩加载条件下桦木的应力－应变曲线可以由屈服点应变分为弹性阶段和屈服后弱线性强化阶段2部分;2)桦木沿径向加载应变率约为400,800,1200 s －1时,其屈服强度和韧性模量分别为4.56,10.49,14.22 MPa 和2.88,8.32,20.70 kJ·cm －3,应变率从400 s －1增加到1200 s －1时,屈服强度和韧性模量分别增加了2.11和6.19倍;3)桦木沿弦向加载应变率约为400,800,1200 s －1时,其屈服强度和韧性模量分别为5.87,7.90,9.65 MPa 和2.53,7.41,12.92 kJ·cm －3,应变率从400 s －1增加到1200 s －1时,其屈服强度和韧性模量分别增加了0.64和4.10倍;4)桦木沿轴向加载应变率约为400,800,1200 s －1时,其屈服强度分别为22.90,71.41,96.37 MPa 和18.79,67.74,114.32 kJ·cm －3,应变率从400 s －1增加到1200 s －1时,其屈服强度和韧性模量分别增加了3.21和5.08倍。【结论】随着应变率的增加,桦木的解离程度加大,径向加载最易解离,轴向加载最难解离;桦木的动态压缩屈服强度、动态压缩韧性模量具有很强的应变率敏感性,是一种应变率敏感材料。     

压缩矩形材的动态热力学分析

水蒸气处理对压缩木材变形固定和提高木材尺寸稳定性均有很好效果,水蒸气处理使压缩木内部应力释放及结晶结构增加,压缩变形得以固定(井上雅文等,1994);使压缩木内部形成凝聚结构是变形固定的主要原因(東原貴志等,2000).     

刨花在压缩力下变形状态的研究——Ⅰ.大片刨花压缩流变性能的研究

白杨、落叶松、柞木三种树种制成的大片刨花,受压缩力的流变性能可以用参数分离法区分出弹性变形、瞬间塑性变形、叠离率、推迟弹性变形以及依赖于时间的塑性变形,分别加以分析研究。蠕变量、推迟弹性变形量以及依赖于时间的塑性变形量都与恒压应力维持时间的对数成函数关系。在广泛的恒压应力范围内应力——应变的关系表明,不同木材树种刨花的弹性变形量及推迟弹性变形量的差别不大。不同软硬程度的刨花所表现出的不同可压缩性,主要表现于具有明显差别的瞬间塑性变形量之中。     

高温水蒸汽处理固定大青杨木材横纹压缩变形的研究

采用高温水蒸气处理和加热处理固定大青杨木材压缩变形,测定了木材的抗胀(缩)率(ASE)、阻湿率(MEE)、质量损失率(WL)、压缩率、压缩变形恢复率等各项指标,并对两种处理结果进行比较。结果表明,无论是高温加热处理还是高温水蒸气处理,木材的尺寸稳定性明显得到提高。在相同温度条件下,当ASE的值超过50%时,高温水蒸气处理所需要的时间远远小于高温加热处理所需要的时间;当温度为180℃时,加热处理需要15~20 h,而水蒸气处理仅需要8 min,压缩变形即被固定。