荷載、含水率及溫度作用下桉樹木材蠕變特性研究.pdf

1、桉樹作為世界上面積最大的速生造林樹種，其質(zhì)地均勻、強(qiáng)度高、花紋美觀，具有大規(guī)模生產(chǎn)高附加值實(shí)木制品和木質(zhì)復(fù)合材料的巨大潛力。但是由于速生人工林桉樹木材滲透性差，生長應(yīng)力大等原因使得木材干燥速度緩慢、皺縮、開裂和變形嚴(yán)重，導(dǎo)致其實(shí)木高附加值一直沒有得到合理的利用。因此對桉樹木材流變特性進(jìn)行研究，揭示其生長殘余應(yīng)力的松弛機(jī)理，為木材科技工作者研究桉樹木材內(nèi)部的因生長殘余應(yīng)力提供造成的蠕變變形提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)桉樹木材的實(shí)木高附加值，具有

2、深遠(yuǎn)的理論意義和巨大的經(jīng)濟(jì)效益及應(yīng)用價值。
　　 本文以成熟林場的桉樹材為研究對象，系統(tǒng)測試了桉樹木材在不同荷載、含水率、以及不同溫度條件下的抗彎蠕變曲線，根據(jù)Burger流變模型對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，進(jìn)而根據(jù)流變學(xué)理論，由蠕變曲線導(dǎo)出松弛曲線，其主要工作及其結(jié)論如下:
　　 (1)在溫度和含水率保持恒定的情況下，不同荷載下桉樹木材的蠕變曲線遵循相似的規(guī)律，其蠕變量隨著外加荷載的增加而增加。
　　 (2)在溫度和外

3、加荷載保持恒定的情況下，桉樹木材的蠕變量隨著含水率的增長而增加;纖維飽和點(diǎn)(30％MC)內(nèi)的蠕變規(guī)律基本相似，而高含水率下容易發(fā)生蠕變斷裂。
　　 (3)溫度對桉樹木材蠕變的影響非常顯著，在外加荷載和含水率保持恒定的情況下，桉樹木材的蠕變量隨溫度升高大幅增加。
　　 (4)利用Origin軟件根據(jù)Burger流變模型對實(shí)驗(yàn)曲線進(jìn)行擬合，求出模型中各參數(shù)的具體參數(shù)值后發(fā)現(xiàn):擬合曲線與實(shí)驗(yàn)曲線的決定系數(shù)(R2)均在0.98以

4、上，實(shí)測數(shù)據(jù)與模型預(yù)測數(shù)據(jù)的誤差不超過1％，這說明Burger流變模型可以很好的模擬桉樹木材的短期蠕變。
　　 (5)在Burger流變模型的基礎(chǔ)上引入?yún)?shù)λ可以很好的解決預(yù)測曲線過于線性的問題。
　　 (6)討論了蠕變實(shí)驗(yàn)與松弛實(shí)驗(yàn)的等價關(guān)系，為人們因地制宜而開展不同的實(shí)驗(yàn)提供一條可供選擇的參考途徑。根據(jù)這個等價原理，由桉樹木材的蠕變試驗(yàn)曲線導(dǎo)出其應(yīng)力松弛曲線。
　　 上述結(jié)果為桉樹木材生長殘余應(yīng)力引起的流變性