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木材的强度与物理性质
2024-01-16
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CATALOGUE
目录
木材基本性质概述
木材强度性能指标
木材物理性能指标
影响木材强度和物理性质因素
实验方法与技术手段
工程应用案例分析
CHAPTER
木材基本性质概述
01
主要来自松、杉等针叶树，材质较软，纹理直，色浅。
针叶树材
阔叶树材
木材分类
来自橡、桦等阔叶树，材质较硬，纹理复杂，色深。
根据用途可分为结构材、装饰材、家具材等。
03
02
01
年轮、早材与晚材、边材与心材等构成木材的宏观构造。
宏观构造
纤维细胞、导管细胞等是木材的基本组成单元。
细胞结构
木材具有明显的纹理，其强度、硬度等物理性质具有方向性。
纹理与方向性
纤维饱和点以上
当木材水分含量超过纤维饱和点时，水分增加会导致木材体积膨胀，密度和强度降低，同时影响木材的加工和使用性能。
纤维饱和点以下
当木材水分含量在纤维饱和点以下时，水分变化主要影响木材的干缩湿胀性、强度、硬度等。
平衡含水率
木材在特定环境条件下所能达到的吸湿稳定状态时的含水率，对木材的物理性质有重要影响。
CHAPTER
木材强度性能指标
02
抗拉强度是指木材在拉伸状态下所能承受的最大应力，是评价木材抵抗拉伸破坏能力的重要指标。
定义
木材的抗拉强度受树种、密度、含水率、纹理方向等多种因素影响。一般来说，密度越大、纹理越顺直的木材抗拉强度越高。
影响因素
通常采用拉伸试验机对木材试样进行拉伸加载，记录试样在拉伸过程中的应力-应变曲线，从而得到抗拉强度值。
测定方法
定义
01
抗弯强度是指木材在弯曲状态下所能承受的最大应力，用于评价木材抵抗弯曲破坏的能力。
影响因素
02
木材的抗弯强度受树种、密度、含水率、纹理方向以及加载速率等因素影响。与抗拉和抗压强度类似，密度越大、纹理越顺直的木材抗弯强度越高。
测定方法
03
采用三点弯曲或四点弯曲试验方法对木材试样进行弯曲加载，记录试样在弯曲过程中的应力-应变曲线，从而得到抗弯强度值。
冲击韧性是指木材在冲击载荷作用下吸收能量并抵抗破坏的能力，用于评价木材的韧性和抗冲击性能。
定义
木材的冲击韧性受树种、密度、含水率、纹理方向以及冲击速度等因素影响。一般来说，密度越大、纹理越顺直的木材冲击韧性越高。
影响因素
采用摆锤式冲击试验机对木材试样进行冲击加载，记录试样在冲击过程中的能量吸收情况，从而得到冲击韧性值。
测定方法
CHAPTER
木材物理性能指标
03
指木材单位体积的质量，通常以g/cm³或kg/m³表示。不同树种和生长条件下的木材密度差异较大，密度大小直接影响木材的强度和硬度。
木材比重是指木材密度与水的密度之比，它反映了木材的轻重程度。比重大的木材一般较重、较硬，而比重小的木材则相反。
比重
密度
含水率
指木材中所含水分的质量与绝干木材质量之比。含水率对木材的物理性能、力学性能和加工性能都有显著影响。不同树种和同一树种不同部位的含水率也有差异。
吸湿性
指木材在湿度变化时吸收或释放水分的能力。吸湿性强的木材在潮湿环境中容易吸水膨胀，而在干燥环境中容易失水收缩，从而影响其尺寸稳定性和力学性能。
热传导性
指木材传递热量的能力。热传导性差的木材在温度变化时容易产生热应力，从而影响其力学性能和耐久性。
热膨胀系数
指木材在温度变化时长度或体积的变化率。热膨胀系数大的木材在温度变化时尺寸变化较大，容易产生变形和开裂等问题。
CHAPTER
影响木材强度和物理性质因素
04
密度和硬度
不同树种的木材具有不同的密度和硬度，直接影响其强度和耐久性。
生长地区的土壤质量和水分含量影响木材的密度和强度。
土壤和水分
极端气候条件和温度波动会对木材生长产生应力，从而影响其物理性质。
气候和温度
快速生长的木材通常比慢速生长的木材密度低、强度弱。
生长速度
03
化学侵蚀
长期接触化学物质或暴露在有害环境中会导致木材腐蚀和变质。
01
湿度和温度
木材对湿度和温度的变化非常敏感，长期暴露在极端环境条件下会降低其强度和稳定性。
02
生物侵蚀
真菌、昆虫等生物侵蚀会导致木材腐朽、变色和强度降低。
CHAPTER
实验方法与技术手段
05
准备试样
按照标准制备木材试样，确保尺寸精确、表面平整。
拉伸试验机原理
拉伸试验机通过施加拉伸载荷于木材试样，测量其在拉伸过程中的应力、应变等参数，以评估木材的抗拉强度。
安装试样
将试样正确安装在拉伸试验机上，确保试样轴线与拉伸方向一致。
记录数据
实时记录试验过程中的应力、应变等数据。
施加载荷
按照设定的加载速率对试样施加拉伸载荷，直至试样断裂。
弯曲试验机通过施加弯曲载荷于木材试样，测量其在弯曲过程中的应力、应变等参数，以评估木材的抗弯强度。
弯曲试验机原理
按照标准制备木材试样，确保尺寸精确、表面平整。
将试样正确放置在弯曲试验机
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