板式T型构件角接合多指标稳健优化设计

为增强板式家具角接合强度,提高家具结构质量的稳定性,对以18 mm厚刨花板为基材的T型构件进行角接合强度稳健优化设计。选取圆榫直径(6、8、10 mm)、圆榫长度(30、40、50 mm)、连接件种类(二合一连接件、三合一连接件、四合一连接件)及连接件长度(35、40、45 mm)为设计因素,采用L₉(3⁴)正交表进行试验方案设计。使用ANSYA有限元软件,对构件进行模拟抗弯测试,将构件的形变量、连接件及圆榫的最大等效应力作为衡量指标,通过稳健设计田口法结合灰色关联分析法对板式T型构件角接合强度进行多指标稳健优化。结果表明：长40 mm的四合一连接件,配以长为30 mm,直径为8 mm的圆棒榫为本研究的稳健优化结果。选取各因素中间水平为初始对照组,优化后构件的形变量减少1.71 mm,连接件的等效应力减小207.94 MPa。虽圆榫的等效应力有所增加,但综合性能有所提升,灰色关联度由0.60增加至0.78,提高30%。试验证明：田口法结合灰色关联分析法可有效将板式家具研究中的多指标问题转化为单一问题进行研究,实现板式家具的稳健设计,进而实现家...     

化学改性对速生杨木木材力学性能和天然耐久性的影响

利用低分子酚醛树脂(PF)、脲醛树脂预聚液(UF)和氨溶季胺铜防腐液对速生杨木木材进行化学浸渍改性,对处理前后试件的力学性能和防腐性能进行了测试与评价。试验结果表明:在试验范围内,氨溶季胺铜浸渍防腐改性处理对材料力学性能影响不大;PF浸渍改性材的抗弯弹性模量、抗弯强度、顺纹抗压强度和顺纹抗拉强度分别提高了97.1、83.4、125.5和37.0%;UF浸渍改性材对应力学性能指标分别提高了49.4、10.7、42.0和17.8%;试验所用速生杨木木材耐腐性能较差,属于II级,经过PF、UF和氨溶季胺铜防腐液浸渍改性,材料耐腐级别达到了强耐腐级,其中PF浸渍改性处理效果最好,处理材质量损失率从素材的18.7%降低到了2.9%,有效地提高了材料的防腐性能。从综合效果来看,低分子酚醛树脂预聚液浸渍改性处理是提高和改善速生杨木木材的力学性能和防腐性能的有效措施。     

I-69速生杨木密度变异特性及其与力学强度的关系

以I-69杨无性系为研究对象,对木材基本密度、气干密度在轴向上的变异特性进行了研究,并分析基本密度与气干密度之间、基本密度与力学强度之间的相关性.结果表明:密度在轴向上的变异情况不一致,但基本密度的变异程度要大于气干密度的变异程度,密度在轴向上的变化趋势为:沿着树干方向,从下向上密度逐渐变大;气干密度与基本密度有较好的相关性,呈正相关的关系;木材弹性模量、静曲强度、抗压强度与其密度存在着显著的正相关关系,并得出其相关性的模型.     

酚醛树脂改性速生杨木耐腐性能研究

未经任何处理的杨木素材试件,耐腐性能较差,经低分子酚醛树脂浸渍处理后,试件的耐腐性能明显地提高。腐朽试验结果表明,在所选试验条件下,仅8周时间,素材的失重率就达9.52%之多,而当浸以低分子酚醛树脂后,同等条件下试件的失重率均小于2%。当处理材增重率为14.2%时,其失重率最小,腐朽前后试件表面的颜色变化也证实了这一点。试验结果表明,在所选试验条件下,低分子酚醛树脂处理后,速生杨木的耐腐性能改善效果明显。     

工业化高温改性木材的力学性能

对速生杨木和兴安落叶松进行工业化高温改性处理,并对高温改性材及空白试件等560个试件在4种相对湿度(60%、70%、80%、90%)下的平衡含水率及各力学性能参数(顺纹抗压强度、顺纹抗压弹性模量、抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗剪强度)进行测试,建立了不同湿度下材料的力学性能指标体系.结果表明:改性材和空白试件的平衡含水率均随着环境湿度的升高而提高;各力学性能指标均随着环境湿度的升高而降低,且基本呈线性下降;与未处理的空白试件相比,木材经高温改性后,其平衡含水率降低,顺纹抗压弹性模量、抗弯弹性模量等刚度指标提高,与木材剪应力无关的顺纹抗压强度提高,与木材剪应力关系密切的抗弯强度和顺纹抗剪强度等下降.     

木塑层合板的制备工艺及抗弯性能

为了弥补常规木塑复合材料的力学性能较低的不足,满足木塑复合材料在结构领域中的应用要求,试验以国产速生杨木为研究对象,以聚乙烯和聚丙烯塑料合金为粘结剂,采用平压法制备了结构用木塑层合板。通过研究热压温度、木材塑料质量比和马来酸酐添加量等3个因素对木塑层合板胶合性能的影响,以优化其制备工艺;在此基础上,进一步研究和分析了木塑层合板抗弯性能的影响因素及其作用机理。结果表明,拉伸剪切荷载作用下,偶联剂的介入,木塑层合板的破坏模式由空白试件的界面分层剥离转变为木材拉伸断裂;试验范围内,温度为180℃、木材塑料质量比为3/2、马来酸酐添加量为4%时木塑层合板的胶合性能较优,胶合强度达到0.98MPa,与未添加偶联剂的空白试件相比,胶合强度提高16.7%;采用层积法制备工艺,木塑层合板的抗弯性能能够达到结构用材的要求;密度0.6和0.8 g/cm3时,木塑层合板随着板材密度和木材塑料质量比的提高,静曲强度增大、抗弯弹性模量降低,木材单层板形态完整;密度为1.0 g/cm3时,随着木材塑料质量比的提高,木塑层合板静曲强度降低、抗弯弹性模量提高,当木材塑料质量比为3∶3时,木塑层合板中木材横纹出现大量不连续裂纹,木材的形态完整性下降;热压温度190℃、木材塑料质量比3/2和3/3、马来酸酐添加量为4%、板材密度为0.8 g/cm3时,制备的木塑层合板抗弯性能较优,能够达到100E等级的要求;结果可为木塑层合板在结构领域中的应用提供参考。     

浸渍塑化竹材弯曲性能的研究

通过对竹材浸渍水溶性和醇溶性酚醛树脂处理,分析了压力和树脂类型对空白试件和改性试件材干湿状态下弯曲性能的影响。试验结果表明,试件弯曲性能与压力成正相关,浸渍酚醛树脂后试件弹性模量提高显著,试验范围内,浸渍水溶性酚醛树脂的处理材,其沸水煮后强度下降最小。     

拱形胶合木人行桥的设计及制作关键技术

介绍了拱形胶合木人行桥的设计方法,指出了主要构件加工制作关键技术及人行桥组装工艺,可供胶合木设计人员、胶合木生产制造商、施工单位等业主参考和借鉴。     

落叶松小径锯材干燥基准的初步研究

本主要研究了小径落叶松锯材的常规窑干干燥工艺。初步探讨了落叶松小径锯材的干燥基准。讨论分析了小径锯材在干燥过程中常易产生的干燥缺陷及其它相关问题的原因，给出了一些建议。     

高温预处理对足尺胶合木梁力学性能的影响

【目的】研究高温预处理对足尺胶合木梁力学性能的影响,明确高温热改性和环境湿度对木材平衡含水率、木材顺纹抗剪强度和顺纹抗拉强度的影响规律,揭示高温预处理对胶合木梁抗弯性能影响的作用机制,为高温热改性技术在木结构领域中的应用提供参考。【方法】以高应力等级的兴安落叶松为研究对象,采用工业化热处理技术对落叶松木材进行高温热改性,以高温热改性后的落叶松木材为层板,制备12个足尺胶合木梁。基于EN 408标准四点弯曲方法,分析高温热改性和环境湿度对胶合木梁抗弯弹性模量、抗弯强度、破坏模式、跨中截面荷载-应变曲线和跨中截面应变分布规律等抗弯性能的影响。【结果】高温热改性会在一定程度上降低胶合木梁的抗弯强度,但可明显提高高湿度条件下胶合木梁的抗弯弹性模量,与90%环境湿度下未处理胶合木梁相比,高温热改性后,同湿度下胶合木梁的抗弯强度降低29. 79%,抗弯弹性模量提高23. 71%;高温热改性可降低胶合木梁抗弯弹性模量对环境湿度的敏感性,环境湿度从60%提高到90%,未处理胶合木梁的抗弯弹性模量降低23. 27%,经高温热改性预处理的胶合木梁抗弯弹性模量降低7. 55%; 60%和90%环境湿度下的荷载-位移曲线和跨中截面应变分布曲线表明,胶合木梁在高湿环境中具有更明显的非线性特性,高温预处理后的胶合木梁表现为线弹性。环境湿度对胶合木梁的抗弯性能具有较为明显的劣化作用,90%湿度下胶合木梁抗弯强度和抗弯弹性模量分别为43. 98 MPa和12. 191 GPa,比60%湿度下未处理胶合木梁低17. 07%和23. 27%;环境湿度对木材平衡含水率影响明显,高温热改性是降低木材平衡含水率的有效措施,环境湿度从60%提高到90%,高温热改性处理后落叶松木材平衡含水率分别从10. 74%和20. 62%降至4. 76%和11. 18%。【结论】60%和90%环境湿度条件下,未处理胶合木梁为拉伸破坏,高温热改性构件为拉剪联合破坏,高温热改性后材料的顺纹抗剪强度和顺纹抗拉强度降低是材料破坏模式改变的根本原因。高温热改性后胶合木梁在高湿环境条件下抗弯弹性模量明显改善。