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。     

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。     

地带和地形对湿地松人工林材性的影响

比较分析了湿地松人工林材性在不同地带和地形中的表现差异.结果表明:相同地形条件下生长在南亚热带的湿地松人工林木材密度、顺纹抗压强度、抗弯强度、抗弯弹性模量、硝酸—乙醇纤维素含量、戊聚糖含量和苯醇抽出物含量大于生长在中亚热带的,而木材尺寸稳定性和Klason木素含量小于生长在中亚热带的.相同地带内山谷中的湿地松人工林木材尺寸稳定性和戊聚糖含量大于山脊上的,木材密度、顺纹抗压强度、抗弯强度、抗弯弹性模量、硝酸—乙醇纤维素含量、Klason木素含量和苯醇抽出物含量均小于山脊上的.差异显著性t检验表明:地带和地形对湿地松人工林木材密度、顺纹抗压强度和抗弯强度影响极显著或显著;地形对湿地松人工林木材差异干缩和抗弯弹性模量影响极显著,地带对湿地松人工林木材差异干缩和抗弯弹性模量影响不显著.研究结果为湿地松人工林培育和木材合理利用提供科学依据.     

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。     

引种美国红橡的纤维形态、微纤丝角及结晶度

  目的   为引种栎木的科学利用提供理论依据。  方法   以14年生美国红橡纳塔栎Quercus nuttallii、水栎Quercus nigra、舒玛栎Quercus shumardii为对象,采用富兰克林解离法及X-射线衍射法（XRD）研究其纤维形态、微纤丝角及结晶度,并对数据进行方差分析及回归分析。  结果   3种美国红橡纤维长度分别为1 172.14、1 178.68和1 162.45 μm,纤维宽度分别为15.86、16.56和16.91 μm,种间差异均不显著（P>0.05）;双壁厚度分别为10.23、11.19和10.96 μm,壁腔比分别为1.85、2.10和1.91,种间差异均显著（P < 0.05）;3种美国红橡的微纤丝角分别为33.79°、30.48°和34.10°,结晶度分别为51.35%、53.30%和52.97%,种间均具有极显著差异（P < 0.01）。3种美国红橡纤维长度、宽度、双壁厚、壁腔比以及结晶度均随生长轮的增加呈增长趋势,微纤丝角随生长轮的增加呈下降趋势,并且年轮间存在着一定的波动。  结论   14年生纳塔栎、水栎和舒玛栎纤维尺寸、微纤丝角、结晶度径向变化尚未稳定,仍处于幼龄期。纤维长度、宽度、双壁厚及微纤丝角与生长轮有较好的拟合关系。     

人工林赤松幼龄材与成熟材力学性质的比较

根据人工林赤松Pinus densiflora木材的管胞长度、微纤丝角、管胞长宽比、基本密度、晚材率及生长轮宽度等材性指标的测试数据,采用最优分割法划分出人工林赤松的幼龄材与成熟材的界限,分析了人工林赤松幼龄材与成熟材力学性质差异的表现.结果表明:赤松的幼龄期为小于12 a,抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗拉强度、顺纹抗压强度和弦向横纹抗压强度等指标成熟材高于幼龄材,径向横纹抗压强度、弦面抗剪强度、径面抗剪强度、弦向抗劈强度和径向抗劈强度等项指标幼龄材高于成熟材.其中,抗弯强度、抗弯弹性模量、径向横纹抗压强度和弦面抗剪强度差异达0.01显著水平,顺纹抗拉强度差异达0.05显著水平.图1表6参6     

人工林与天然林红松木材力学性质的差异

研究了人工林与天然林红松木材力学性质在幼龄材与成熟材中的差异。所有力学性质在红讼幼龄材与成熟材中反映的基本趋势是：天然林红松力学性质高于人工林红松。其中，红松幼龄材的抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗压强度和冲击韧性4项指标，天然林红松与人工林红松的差异达0．01水平显著，其次弦切面硬度和弦向横纹抗压强度差异达0．05水平显著。红松成熟材的绝大多数力学性能指标天然林红松与人工林红松的差异也达到0．01水平显著，并且天然林红松力学性质高于人工林红松的基本趋势在红松成熟材中表现得更为明显。     

人工林峦大杉木材的物理力学性质

对福建省引种的24年生峦大杉的木材物理力学性质进行检测,结果表明：峦大杉木材的气干密度为0．344g／cm3、弦向全干干缩率6．020％、弦向湿胀性6．440％、吸水性237．810％、顺纹抗压强度6．004MPa、抗弯弹性模量7250．810MPa、抗弯强度59．840MPa、顺纹抗拉强度62．800MPa;峦大杉的材质与杉木相近,应用方面可参考杉木,在木构件加工时,其安全系数可使用杉木的量值。     

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。     

间伐对火炬松木材性质的影响

为了研究火炬松纸浆材、建筑材定向培育过程中密度调控对其木材性质的影响规律．以12年生、6年生火炬松人工林为材料进行火炬松中、幼龄林间伐试验．结果表明：间伐对火炬松树高生长量无显性影响．对直径和材积有极显影响。间伐强度越大．直径和材积增长越快；间伐对火炬松出材量有极显影响，强度间伐越大．火炬松出材量越高；间伐对火炬松生长轮宽度有显影响．而对晚材率无显影响．随着间伐强度的增加。生长轮宽度、晚材率增加；间伐对火炬松木材密度无显影响．但木材密度随间伐强度的增加而提高；间伐对火炬松的木材干缩率有显影响。随着间伐强度的增加，弦向干缩、径向干缩和体积干缩率下降；间伐对火炬松木材纤维的长度、宽度与长宽比无显影响，但中龄火炬松木材纤维长度与宽度随间伐强度的增加有所下降。而幼龄火炬松木材纤维宽度随间伐强度的增加而增加．木材纤维长宽比则为一常数；间伐对火炬松顺纹抗压强度、抗弯弹性模量有显影响，对中龄火炬松抗弯强度有显影响．而对幼龄火炬松抗弯强度无显影响．间伐后火炬松的主要力学性质增强。     

红锥和西南桦人工林木材力学性质的研究

为了研究树木南北向与径向位置的变化对人工林木材力学性质与气干密度的影响,该文通过对红锥、西南桦人工林木材南北向、近髓心和近树皮2个不同径向位置的力学性质以及气干密度进行测定,分析了南北向和不同径向位置2个因素对两种木材力学性质和气干密度的影响,以及木材密度与抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗压强度的相关性.结果表明:南北向的不同对红锥和西南桦人工林木材的大多数力学性质测定项目和气干密度无显著影响,仅有红锥的弦面顺纹抗剪强度、径向握钉力和西南桦3个面的表面硬度表现为南北向差异显著.近髓心和近树皮径向位置的不同对红锥的抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗压强度和气干密度无显著影响,但对西南桦的影响则全部达到差异显著水平.两个树种木材的气干密度与木材力学性质均表现为显著的正相关关系.      

湖南铁心杉解剖特征及其物理力学性质研究

以82年生湖南铁心杉木材为对象,研究其主要解剖特征、物理力学性质,评估其木材品质。结果表明:铁心杉平均年轮宽度1.1 mm,心材率可达60.7%,管胞平均长度和宽度分别为3 182μm和41.93μm,长宽比为75.04;细胞壁层平均微纤丝角为13.18°;基本密度为0.432 g/cm3,气干密度为0.509 g/cm3;铁心杉具有较小的全干干缩率和湿胀率,其顺纹抗压强度、木材抗弯强度和抗弯弹性模量分别为69.13、106.34 MPa和9.69 GPa。铁心杉木材为高强度等级,木材品质系数显著高于常见珍贵建筑结构装饰用材树种。构造特征的径向变化规律说明铁心杉的幼龄材与成熟材界定树龄为15～20 a。     

冬、夏采伐期毛竹主要物理力学性能的对比

以大别山区3年生毛竹为研究对象,分别在冬、夏两个采伐期采集试样,并进行物理力学性能的测试。结果表明:冬季采伐期的毛竹材气干密度(0.742±0.054) g/cm^3和基本密度(0.628±0.047) g/cm^3均大于夏季采伐期毛竹材的基本密度(0.645±0.043) g/cm^3和气干密度(0.755±0.040) g/cm^3,两个采伐期毛竹材密度差异均显著;在冬季采伐期采集的毛竹材弦向气干干缩率、全干干缩率、径向气干干缩率、全干干缩率及体积气干干缩率、全干干缩率分别是夏季采伐期的1.96、1.56、1.96、1.62、1.96及1.71倍,差异显著;顺纹抗压强度、顺纹抗剪强度、抗弯强度及抗弯弹性模量夏季采伐期采集的毛竹材均大于冬季采伐期的,差异显著。采用直线方程和曲线方程两种形式对所测力学属性与基本密度之间关系进行经验模型的预测,结果显示:抗弯强度适合用直线方程而顺纹抗压强度、顺纹抗剪强度及抗弯弹性模量用曲线方程拟合效果更佳,且显著相关;各力学强度均随着基本密度的增加而增加。两个采伐期力学性能的差异可能是两个采伐期的温度、降水等环境因子通过毛竹密度影响其力学性所致能。     

木材物理力学性质的综合分析(Ⅲ)——聚类分析、判别分析

根据主成分分析的结论,选取86种商品材的气干密度、差异干缩、体积干缩系数、顺纹抗压强度、抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗拉强度、冲击韧性、端面硬度等9个变量,利用离差平方和法进行聚类分析,然后利用多组判别分析法进行判别分析,并且利用判别分析的结果,判定了31种待判木材的所属类别。结果表明,可以5.5为阈值,将其分为6类。经过判别分析证明,利用9个变量分为6类,这种分类方法效果明显,由此而求得的判别函数可以用于判定类别不明的树种。     

巴山松木材物理力学性质的研究

本研究提供了巴山松木材物理力学性质试验结果:气干密度0.539g/cm~3,体积干缩系数0.625％,顺纹抗压强度38.10N/mm~2,抗弯强度86.8N/mm~2,抗弯弹性模量130kN/mm~2,端面硬度27.1N/mm~2,冲击韧性0.0523Nm/mm~2。结果表明,其主要物理性能和力学性能介于油松和马尾松木材之间,巴山松木材是一种优良的建筑工程用材和家具制造用材。     

格氏栲人工林和天然林木材物理力学性质的比较

对格氏栲人工林和天然林木材物理力学性质的测定和比较分析结果表明，格氏栲人工林和天然林木材的密谋、干缩性、顺纹抗压强度、抗弯强度和端面硬度均属中等；格氏栲人工林木材除抗弯弹性模量、抗劈力和冲击韧性小于天然林木外，其余指标均稍大于天然林。经差异显著性ｔ检验表明，格氏栲人工林和天然林木材物理力学性质指标中仅抗 弹性模量、抗劈力和冲击韧性差异显著外，其余指标差异不显著。     

高温快速热压处理对毛竹材物理力学性能的影响

选取4~6年生的毛竹Phyllostachys edulis材为原料,采用热压机对毛竹材进行高温快速热压处理,研究不同热处理温度（225,250,275,300,325,350和375℃）下竹材物理力学性能的变化。结果表明:随着热处理温度的升高,竹材平衡含水率和气干密度明显下降（P < 0.05）,与未处理材相比分别降低了34.39%~53.95%和7.89%~13.04%。相同热处理温度下,弦向干缩率的变化率>体积干缩率的变化率>径向干缩率的变化率;当温度达到375℃时,弦向全干干缩率下降了86.81%,径向全干干缩率下降了83.60%,体积全干干缩率下降了83.95%,达各向的最大值。热处理温度升高,竹材顺纹抗压强度、抗弯强度和抗弯弹性模量均先增加后减少,其中,顺纹抗压强度在375℃时达最小值（63.78 MPa）;抗弯强度在250℃时达最大值（151.00 MPa）,在375℃条件下达最小值（61.85 MPa）;抗弯弹性模量在300℃时达最大值（10 487.44 MPa）,在375℃时达最小值（7 071.14 MPa）。认为竹材接触式快速热处理工艺提升了竹材尺寸稳定性和力学性能。     

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。     

“皖青1号”人工林楸树物理力学性质的研究

对安徽省林科院,青阳县林业局和安徽农业大学在青阳县新选育的"皖青1号"楸树的绝干密度、气干密度与基本密度,径向、弦向、体积绝干干缩率和差异干缩及径向、弦向、体积气干干缩率和差异干缩,顺纹抗压强度,抗弯强度,抗弯弹性模量进行测试.结果表明:(1)"皖青1号"楸树基本密度为0.444 g·cm-3,全干密度为0.490 g·cm-3,气干密度为0.532 g·cm-3,其变异系数较小,密度较稳定.(2)"皖青1号"楸树径向全干干缩率为4.0%,弦向全干干缩率为5.7%,体积全干干缩率为10.4%,差异干缩值为1.180,木材干燥性能较好,不容易翘曲变形和开裂.(3)"皖青1号"楸树顺纹抗压强度为41.5 MPa,抗弯强度为82.3 MPa,抗弯弹性模量为10.03 GPa,其准确指数小于5%;力学性能较好,有利于工业化生产;比强度和比弹性模量值较大,属于第三类高品质木材,适宜作为承重结构材料.(4)"皖青1号"楸树与常见速生树种比较可知,其密度较大,干缩性质较小,力学性质中等.     

立地条件对人工林毛竹材物理力学性质的影响

对不同立地条件毛竹材物理力学性质进行测定和分析,揭示不同立地条件毛竹材物理力学性质的变异规律,结果表明:Ⅲ级地毛竹材基本密度、顺纹抗压强度、抗弯强度和抗弯弹性模量均大于Ⅰ级地和Ⅱ级地;Ⅰ级地毛竹材径向干缩系数、弦向干缩系数、纵向干缩系数、体积干缩系数和差异干缩系数均小于Ⅱ级地和Ⅲ级地毛竹材.立地条件对人工林毛竹材基本密度、纵向干缩系数、体积干缩系数、顺纹抗压强度、抗弯强度和抗弯弹性模量影响显著或极显著.