木材的力学性能参数分析.docx

木 材的力学 性能参数 目 录 1.1 木材的力学性质… P3 2.1 木材力学基础理论……………………………………………P3~ P8 应力与应变 弹性和塑性 柔量和模量 极限荷载和破坏荷载 3.1 木材力学性质的特点…………………………………………P8~ P20 木材的各向异性 木材的正交对称性与正交异向弹性 木材的粘弹性 木材的松弛 木材塑性 木材的强度、韧性和破坏 单轴应力下木材的变形与破坏特点 木材的各种力学强度及其试验方法………………………P20~ P28 力学性质的种类 5.1 木材力学性质的影响因素…………………………………P28~ P31 木材密度的影响 含水率的影响 温度的影响 木材的长期荷载 纹理方向及超微构造的影响 缺陷的影响 6.1 木材的允许应力…………………………………………P31~ P33 木材强度的变异 荷载的持久性 木材缺陷对强度的影响 构件干燥缺陷的影响 荷载偏差的折减 木材容许应力应考虑的因素 7.1 常用木材物理力学性能……………………………………P34~ P36 7.1 常用木材物理力学性能……………………………………P34~ P36 木材的力学性质 主要介绍:木材力学性质的基本概念、木材的应力—应变关系； 木材的正交异向弹性、木材的黏弹性、木材的塑性； 木材的强度与破坏、单轴应力下木材的变形与破坏特点； 基本的木材力学性能指标； 影响木材力学性质的主要因素等。 木材的力学性质：木材在外力作用下，在变形和破坏方面所表现出来的性质。 木材的力学性质主要包括：弹性、塑性、蠕变、抗拉强度、抗压强度、抗碗强度、抗减强度、冲击韧性、抗劈力、抗扭强度、硬度和耐磨性等。 木材力学性质的各向异性：与一般钢材、混凝土及石材等材料不同，木材属生物材料， 其构造的各向异性导致其力学性质的各向异性。因此，木材力学性质指标有顺纹、横纹、径向、弦向之分。 了解木材力学性质的意义：掌握木材的特性，合理选才、用材。 2.1 木材力学基础理论2.1.1 应力与应变（stress and strain）应力定义：材料在外力作用下，单位面积上产生的内 2.1 木材力学基础理论 2.1.1 应力与应变（stress and strain） 应力 定义：材料在外力作用下，单位面积上产生的内 压缩应力：短柱材受压或受拉状态下产生的正应力称为压缩应力； 压应力：σ=-P/A 拉伸应：短柱材受压或受拉状态下产生的正应力称为拉伸应力； 拉应力：σ=P/A 剪应力：当作用于物体的一对力或作用力与反作用力不在同一条作用线上，而使物体产生 平 行 于 应 力 作用 面 方向 被 剪 应 力 作 用 面 方 向 被 剪 切 的 应 力 ； 应变 定义：外力作用下，物体单位长度上的尺寸或形状的变化； 应变：ε=±⊿L / L 应力与应变的关系 应力—应变曲线：曲线的终点 M 表示物体的破坏点。比例极限与永久变形: 比例极限应力：直线部分的上端点 P 对应的应力; 比例极限应变：直线部分的上端点 P 对应的应变; 塑性应变（永久应变）：应力超过弹性限度，这时如果除去应力，应变不 会完全回复，其中一部分会永久残留。 破坏应力与破坏应变 破坏应力、极限强度：应力在 M 点达到最大值，物体产生破坏(σ ); M 破坏应变：M 点对应的应变(ε M ) 。 屈服应力当应力值超过弹性限度值并保持基本上一定，而应变急剧增大，这种现象叫屈服，而应变突然转为急剧增大的转变点处的应力叫屈服应力(σY)。 屈服应力 弹性和塑性(elasticity and plasticity) 弹性：物体在卸除发生变形的荷载后，恢复其原有形状、尺寸或位置的能力; 塑性：物体在外力作用下，当应变增长速度大于应力增长速度，外力消失后木材产生永久残留变形部分，为塑性变形，木材的这一性质叫塑性; 塑性应变（永久应变）：应力超过弹性限度，这时如果除去应力，应变不会完全回复，其中一部分会永久残留。 弹性变形实际上是分子内的变形和分子间键距的伸缩；塑性变形实际上是分子间相对位置的错移。 柔量和模量(compliance and modulus) 在弹性限度范围内,大多数材料应力与应变间有如下关系:σ= Eε，(胡克定律) 弹性模量（ E ):物体产生单位应变所需要的应力，它表征材料抵抗变形能力的大小，E= 应力/应变,物体的弹性模量值愈大，在外力作用下愈不易变形，材料的强度也愈大, E = σ / ε 叫弹性模量。 柔量：弹性模量的倒数，表征材料在荷载状态下产生变形的难易程度, a= E-1=ε/σ 为柔量. 弹性模量的意义：在弹性范围内，物体抵抗外力使其改变形状或体积的能力。是材料刚性的指标。 极限荷载和破坏荷载(maximum loading and destroy loading) 极