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木材各向异性是如何引起应力与变形的?

日期:2019-05-16 浏览:

对于生产上用的木料来说,除了因含水率梯度所引起的应力外,还会发生因弦向干缩与径向干缩的不同而引起的附加应力。这种应力变形与木材横断面上的年轮分布有关。通常径切板几乎不产生附加应力,虽然这种板材的径向午缩和弦向干缩也有不同,但由于上下两半是对称的,在木料厚度的不同层次上干缩较均匀,不会引起不均匀的变形。但弦切板的外板面(靠近树皮的面)接近于弦向,它的干缩大于接近径向的内板面(距树皮较远的面),结果板材向外板面翘曲[见图1-28(a)]。但实际干燥作业中,板材都堆积成材堆,由于材堆及顶部压块的质量,使板材产生附加的应力以抑制其翘曲。这样板材的外板面就产生附加的拉应力,而内板面产生附加的压应力。这种附加的应力与含水率梯度无关。但板材外板面的这种拉应力与木材中含水率不均匀引起的拉应力相叠加,很容易超过木材的横纹抗拉强度,引起外板面开裂。
 

木材各向异性引起的变形

图:木材各向异性引起的变形

 

径级大的原木或有髓心的方材干燥时,圆周方向(接近弦向)的干缩大于半径方向的干缩,结果在表层区域产生附加的拉应力,中心区域产生附加的压应力(这种应力与含水率分布无关)。在干燥初期,表层的这种附加拉应力与含水率不均匀引起的拉应力相叠加,使得表层的拉应力很大,若超过木材的横纹抗拉强度,就会引起径裂

 




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