落叶松规格材抗弯性能特征值研究

以国产兴安落叶松规格材为例,根据美国标准ASTM D4761-96对规格材进行抗弯弹性模量和抗弯强度测试,并参照ASTM D1990-97,利用非参数法和参数法估计,初步得出兴安落叶松规格材抗弯弹性模量和抗弯强度特征值.为完善我国结构用规格材强度测试方法与强度特征值确定方法标准提供参考.     

树龄对日本落叶松木材物理力学性质的影响

选取日本落叶松为试验材料,开展不同树龄日本落叶松物理力学性质的比较研究.结果表明:43年生、30年生和17年生日本落叶松木材气干密度分别为0.607,0.567和0.507 g/cm3,气干体积干缩率分别为7.7％,7.7％和7.1％;全干到气干体积湿胀率分别为5.1％,4.9％和4.5％;抗弯弹性模量分别为17.527,16.775和12.510 GPa,抗弯强度分别为121.1,110.3和90.9 MPa,顺纹抗压强度分别为56.8,51.8和44.0 MPa.随着树龄增大,日本落叶松木材密度、顺纹抗压强度、抗弯强度和抗弯弹性模量等各项物理力学性能指标提高,差异干缩逐渐变小.日本落叶松木材的气干密度与抗弯弹性模量、抗弯强度、顺纹抗压强度呈线性正相关,相关系数分别为0.760,0.816和0.900.     

超声波预测落叶松规格材的抗弯性能

用超声波法测量落叶松规格材的动态弹性模量(DMOE),用弯曲试验测量其静态抗弯弹性模量(MOE)和抗弯强度(MOR),分析DMOE与MOE和MOR的相关性。研究结果表明:落叶松规格材的DMOE值比MOE高;DMOE与MOE和MOR的相关性均在0.01水平显著,DMOE与MOE的相关性高于DMOE与MOR的相关性。     

不同竹龄麻竹材气干密度、力学性质及燃烧性能的比较研究

为进一步发掘麻竹材加工利用潜力,通过对不同竹龄、不同部位麻竹材的气干密度、力学性质、燃烧性能及其相关关系进行分析。结果表明:(1)竹龄对麻竹材气干密度、顺纹抗压强度、抗弯强度、抗弯弹性模量、点燃时间、释热速率、质量损失率、释烟总量及60、180、300 s比消光面积均有显著影响,而对抗拉强度无显著影响;(2)竹材部位对气干密度、顺纹抗拉强度、抗弯强度有显著影响,而对顺纹抗压强度、抗弯弹性模量无显著影响;(3)麻竹材顺纹抗拉强度:顺纹抗压强度:抗弯强度:抗弯弹性模量=3.06∶1.00∶2.63∶164.28;(4)麻竹材气干密度与顺纹抗压强度、抗弯强度、抗弯弹性模量、点燃时间、释烟总量、60 s比消光面积和300 s比消光面积呈显著正相关,且相关系数达到0.899~0.958。4 a生麻竹材的气干密度、力学性质及燃烧性能等指标渐趋基本稳定,利用简单易测的麻竹材气干密度能较准确预测评价麻竹材部分力学性质与燃烧性能。     

美杨与新生杨木材物理力学性质研究

通过对新生杨和美杨物理力学性质的测定分析,结果表明,美杨的气干密度为0.399g/cm~3,基本密度为0.347g/cm~3,径向干缩系数为0.183%,弦向干缩系数为0.312%,抗弯弹性模量为7 373.34Mpa,抗弯强度为57.11MPa,顺纹抗压强度为18.36MPa。新生杨的气干密度为0.365g/cm~3,基本密度为0.330g/cm~3,径向干缩系数为0.188%,弦向干缩系数为0.240%,抗弯弹性模量为6 733.68MPa,抗弯强度为51.53MPa,顺纹抗压强度为16.48MPa。综合分析各项指标,美杨的材性优于新生杨的材性。     

截面尺寸、加载方式和指接形式对落叶松大尺寸结构指接材抗弯性能的影响

【目的】研究截面尺寸、加载方式和指接形式等因素对落叶松大尺寸结构指接材抗弯性能的影响,得出不同试验因素下的抗弯强度特征值,为结构指接材的分级技术提供测试数据和可行性建议,为大尺寸结构指接材的抗弯强度测试标准及其特征值的确定方法提供参考,推动落叶松及其他树种作为结构指接材在建筑结构上的应用。【方法】参照LY/T 2228—2013《轻型木结构-结构用指接规格材》标准,选取2种尺寸(截面尺寸为40 mm×90 mm和40 mm×140 mm)的Ⅱc等级落叶松材料加工成结构指接材,采用数理统计方法检验样本数据的正态性和方差齐性,然后用2个独立样本t检验方法判定试验因素对大尺寸结构指接材抗弯强度和抗弯弹性模量是否有显著影响。【结果】截面尺寸、加载方式和指接形式在特定条件下对抗弯强度和抗弯弹性模量有显著影响。截面尺寸对V形指接侧面抗弯强度和侧面抗弯弹性模量均有显著影响,即截面尺寸大的(40 mm×140 mm)侧面抗弯强度和侧面抗弯弹性模量也大;不同加载方式对抗弯强度没有显著影响,但对截面为40 mm×140 mm试样的抗弯弹性模量有显著影响,即侧面加载方式测得的抗弯弹性模量明显高于平面加载方式;不同指接形式对截面为40 mm×140 mm的试样平面抗弯强度有显著影响,即V形指接的平面抗弯强度高于H形指接的平面抗弯强度,而指接形式对截面为40 mm×90 mm的试样侧面抗弯强度和抗弯弹性模量均有显著影响,即H形指接的侧面抗弯强度和抗弯弹性模量高于V形指接的侧面抗弯强度和抗弯弹性模量。在大尺寸结构指接材抗弯性能检测数据的基础上得到了参数法和非参数法计算的强度特征值,参数法计算的特征值低于非参数法。【结论】落叶松结构指接材完全可用作木质工程材料,宽面承载、V形指接以及适宜的截面尺寸有利于保证结构指接材的抗弯性能。截面尺寸较大的结构指接材在侧面加载条件下,其抗弯强度和弹性模量更易受到加载方式和指接形式的影响,因此在保证强度的前提下不建议使用大截面尺寸的结构指接材;侧面抗弯强度也极易受到各试验因素的影响,应尽量避免这种使用方式。强度特征值的计算建议采用非参数法,但是当样本数量不够大时仍会出现参数法计算值低于非参数法计算值的结果,此时建议采用2种方法的低值。     

落叶松规格材机械应力分等方法的研究

对东北人工林落叶松规格材机械分等方法及其特征值进行了研究.结果表明,抗弯弹性模量与抗弯强度相关性较好,纵向振动法可作为落叶松规格材机械分等的有效方法.按照我国GB 50005-2003<木结构设计规范>的规定,落叶松规格材可归类为M14～M35之间的等级;通过机械分等,大大提高了落叶松规格材的强度设计值.     

应力波法评价结构用指接材的抗弯性能

采用应力波无损检测方法测试落叶松、樟子松结构用指接规格材的动态弹性模量,并建立了动态弹性模量与抗弯强度的线性关系。研究结果表明,动态弹性模量与静态弹性模量和抗弯强度之间存在线性相关性。     

三倍体毛白杨新无性系木材气干密度和力学性质性状的遗传控制及对单板材育种的意义

该文利用 9个 9年生三倍体毛白杨无性系木材试样 ,研究了木材气干密度组成及力学性质的遗传变异规律 .结果表明 ,木材气干密度组成及力学性质在无性系间存在显著或极显著差异 ,并受到中等强度的遗传控制 ;气干密度的径向和纵向变异与多数研究结果一致 ;力学性质除抗弯弹性模量和端面硬度外其株内变异趋势也基本符合木材学理论 .在力学性质指标中 ,抗弯弹性模量和弦面硬度是遗传性很强的性状 ,其无性系重复力分别为 0 90和 0 80 ,抗弯强度、顺纹抗压强度和硬度的无性系重复力稍低 .遗传相关表明对单板材可通过木材密度与干形等形质指标进行优良无性系选择     

不同年龄刺槐枝、干和根的物理力学性质对比

【目的】研究不同年龄刺槐枝、干和根的物理力学性质差异,为提升其附加价值及其资源综合利用率提供理论支持和试验依据。【方法】测定不同年龄刺槐枝、干和根的密度、顺纹抗压强度、抗弯强度和抗弯弹性模量4项物理力学性质,利用SEM图像和化学成分解释枝、干和根间强度差异的原因。【结果】同株刺槐气干密度枝干根,随年龄增大,枝、干和根密度呈增大趋势,但增大幅度减小;刺槐枝气干密度略高于中等密度,干和根气干密度属于中等密度;同株刺槐枝、干和根顺纹抗压强度、抗弯强度和抗弯弹性模量从大到小依次为干枝根,随年龄增大,枝、干和根顺纹抗压强度、抗弯强度和抗弯弹性模量呈增大趋势,但增大幅度减小。纤维素含量与力学强度呈正相关,木质素含量与力学强度呈负相关。刺槐根纤维素含量大于枝和干。【结论】10年生以上刺槐,干可作为承重木结构原木用材;枝力学强度略低于干,在满足用材尺寸要求的前提下可作为一般结构用材;根可作为小尺寸的装饰结构性用材。刺槐根纤维素含量较高,可用于中密度纤维板制作。     

基于横向振动法对樟子松木材进行应力分等的研究

以樟子松木材为试验对象,分别运用横向振动法和静态弯曲法得出其动态弹性模量和静态抗弯弹性模量,重点对二者的关系以及尺寸、节子等因素对动态弹性模量的影响进行了研究.其结论是：动态弹性模量与静态抗弯弹性模量以及抗弯强度都有很好的相关关系;尺寸对动态弹性模量没有显著性的影响;节子的个数对木材动态弹性模量有显著性影响.     

木塑构件强度特性的研究

在包装、家具框架中L型构件是一种比较常见的结构形式.本文通过分析跨距对木塑L型构件结构强度和连接结构强度的影响,得出以下结论:跨距对木塑L型构件结构强度的影响非常显著,跨距越短,结构强度越大;跨距对连接结构强度影响也很大,跨距在190mm左右时,连接性能最好.     

扭叶松实木板材三种动态弹性模量和静态弹性模量比较研究(英文)

采用Pundit、Metriguard、FFT等三种无损检测方法和常规弯曲法对加拿大扭叶松(lodgepole pine)蓝变与非蓝变实木板材的动态及静态弹性模量进行检测和比较研究。结果表明,蓝变材三种动态弹性模量及静态弹性模量均高于非蓝变材;对比分析表明,蓝变材和非蓝变材的动态及静态弹性模量存在差异,其中动态弹性模量差异均达到0.01显著性水平,静态弹性模量差异达到0.05显著性水平,并且心、边材及密度值不同是导致以上差异的主要原因。相关性分析表明,动态与静态弹性模量间相关性达到0.01显著性水平;尽管三种无损检测方法测量结果存在差异,但它们之间仍存在密切相关性,FFT 技术测量的准确性高于Pundit和Metriguard;板材中结子数影响木材动态和静态弹性模量,随着板材结子数增加弹性模量相应地降低。     

Comparative study on three dynamic modulus of elasticity and static modulus of elasticity for Lodgepole pine lumber

The dynamic and static modulus of elasticity （MOE） between bluestained and non-bluestained lumber of Lodgepole pine were tested and analyzed by using three methods of Non-destructive testing （NDT）, Portable Ultrasonic Non-destructive Digital Indicating Testing （Pundit）, Metriguard and Fast Fourier Transform （FFT） and the normal bending method. Results showed that the dynamic and static MOE of bluestained wood were higher than those of non-bluestained wood. The significant differences in dynamic MOE and static MOE were found between bulestained and non-bluestained wood, of which, the difference in each of three dynamic MOE （Ep. the ultrasonic wave modulus of elasticity, Ems, the stress wave modulus of elasticity and El, the longitudinal wave modulus of elasticity） between bulestained and non-bluestained wood arrived at the 0.01 significance level, whereas that in the static MOE at the 0.05 significance level. The differences in MOE between bulestained and non-bluestained wood were induced by the variation between sapwood and heartwood and the different densities of bulestained and non-bluestained wood. The correlation between dynamic MOE and static MOE was statistically significant at the 0.01 significance level. Although the dynamic MOE values of Ep, Em, Er were significantly different, there exists a close relationship between them （arriving at the 0.01 correlation level）. Comparative analysis among the three techniques indicated that the accurateness of FFT was higher than that of Pundit and Metriguard. Effect of tree knots on MOE was also investigated. Result showed that the dynamic and static MOE gradually decreased with the increase of knot number, indicating that knot number had significant effect on MOE value.     

利用超声波检测杉木抗弯弹性模量

以大尺寸杉木板材为研究对象，通过超声波测试仪对其动态弹性模量进行无损检测及用微机控制电子式木材万能试验机测试其静曲弹性模量，并分析了两种试验方法测定结果之间的关系。结果表明：（1）杉木板材的静曲弹性模量E1和动态弹性模量E2之间呈线性相关，不同厚度的试样无论是作为独立样本还是合并成总体样本空间，其相关性都非常显著，相关系数为0．75～0．95；（2）各种规格的杉木静曲弹性模量平均值E1与动态弹性模量平均值E2的比值E1／E2受杉木板材的厚度影响较小，其值为0．768～0．837。     

四种方法测木质材料动弹性模量的对比研究

为寻找比较准确的估计木质材料静弹性模量的方法,以色木方材为例,采用纵向应力波、超声波、纵向共振和弯曲共振等4种方法检测41个无瑕疵试件的动弹性模量,采用静态载荷法测量其静弹性模量,并分析二者的相关性,采用配对t检验比较不同方法的差异。研究结果表明：四种方法测得的木质材料动弹性模量均高于其静弹性模量,但静、动弹性模量之间均呈显著的线性相关性,R2都大于0.7,因而四种方法都可以用来估计其静弹性模量。其中,弯曲共振法得到的样本试件动弹性模量与静弹性模量的差值均值最小,且相关性最高,因而运用弯曲共振法对木质材料静弹性模量进行估计最为准确,检测值也最接近静弹性模量值。     

实木板材的动态弹性模量检测

以市场上购买的气干核桃楸、水曲柳和红松板材为试材,采用基于打击音的快速傅里叶变换(FFT)频谱分析方法,检测试材的动态抗弯弹性模量,并与力学实验机测定的试材静态抗弯弹性模量作比较。结果表明:用声共振FFT快速自动检测实木板材的弹性模量具有普遍性意义,且比简单根据木材密度估计的方法提高了木材静弹性模量推测的准确度和精度。     

聚乙二醇对五硼酸铵改性结构刨花板力学性能的影响

试验引入聚乙二醇改性体系以补偿五硼酸铵对结构刨花板力学性能的影响。结果表明：聚乙二醇可以弥补五硼酸铵对结构刨花板力学性能的降低,内结合强度随五硼酸铵用量的增加有一定程度的增大。五硼酸铵用量、聚乙二醇种类及聚乙二醇用量三个因素对内结合强度有显著影响,对静曲强度和弹性模量均无显著性影响。研究提出改性体系最佳配比为：2．80％的五硼酸铵（基于绝干刨花重）配合20％的PEG-2000（基于酚醛树脂胶粘剂用量）。     

Assessment of flexural properties of different grade dimension lumber by ultrasonic technique

The dimension lumber （45mm×90mm×3700mm） of plantation Chinese fir （Cunninghamia lanceolata （Lamb.） Hook.） was graded to four different classes as SS, No. 1, No.2 and No.3, according to national lumber grades authority （NLGA） for structure light framing and structure joists and planks. The properties of apparent density was determined at 15% moisture content, bending strength and stiffness were tested according to American Society for Testing and Materials （ASTM） D198-99, and dynamic modulus of elasticity （Eusw） was measured by ultrasonic technique, for predicting the flexural properties of different grade lumbers. The results showed that Eosw was larger than the static MOE. The relationship between Eusw and static MOE was significant at 0.01 level, and the determination coefficients （R2） of the four grade lumbers followed the sequence as R^2No.2 （0.616）〉 R^2ss （0.567）〉 R^2No1 （0.366）〉 R^2No.3 （0.137）. The R^2 of Fusw and MOR were lower than that of the Etru and MOR for each grade. The Eusw of all the grade lumbers, except No.3-grade, had significant correlation with the static MOE and MOR, thus the bending strengthof those grade lumbers can be estimated by the E The Etru valuesof four grade lumbers followed a sequence as No.2-grade （10.701 GPa） 〉 SS-grade （10.359 GPa） 〉 No.l-grade （9.840 GPa） 〉 No.3-grade （9.554 GPa）. For the same grade dimension lumber, its Eusw value was larger than static MOE. Mean values of MOR for four grade lumbers follow a sequence as No.2-grade （48.67 MPa） 〉 SS-grade （48.16 MPa） 〉 No.3-grade （46.55 MPa） 〉 No. 1-grade （43.39MPa）.