層板膠合木層間斷裂韌度研究.pdf

1、層板膠合木憑借其良好的力學(xué)性能而被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑中。在許多情況下層板膠合木由于出現(xiàn)斷裂而發(fā)生破壞，現(xiàn)階段已有的相關(guān)研究大多集中在其層內(nèi)斷裂行為方面，僅有少量關(guān)于其層間斷裂行為的研究。木材是一種正交各向異性材料，不同年輪角度的層板組合可能會(huì)對(duì)層板膠合木層間斷裂韌度產(chǎn)生影響，因此對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行斷裂力學(xué)分析是必要的，進(jìn)而對(duì)層板膠合木的生產(chǎn)工藝及性能研究也會(huì)提供一定的指導(dǎo)?；趯影迥z合木層間斷裂韌度問(wèn)題研究的必要性，本文開(kāi)展了如下的研究

2、工作:
　　(1)層板膠合木層間斷裂韌度試驗(yàn)測(cè)定
　　分別對(duì)不同年輪層板組合的層板膠合木進(jìn)行了Ⅰ型層間斷裂的雙懸臂梁試驗(yàn)和Ⅱ型層間斷裂的端部切口三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)，在得到臨界荷載PⅠC和PⅡC后基于經(jīng)典梁理論計(jì)算了其層間斷裂韌度GⅠC和GⅡC。雙懸臂梁試驗(yàn)結(jié)果表明，該種試驗(yàn)所得的層板膠合木層間斷裂韌度GⅠC隨著組合層板的年輪角度差值的增大有一定的增大趨勢(shì);端部切口三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)結(jié)果表明，該種試驗(yàn)所得的層板膠合木層間斷裂韌度GⅡC隨著

3、組合層板的年輪角度差值的增大有輕微增大的趨勢(shì)。
　　對(duì)不同年輪層板組合的層板膠合木進(jìn)行了Ⅰ型層間斷裂的單邊切口三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，該種試驗(yàn)測(cè)得的層板膠合木層間斷裂臨界荷載PⅠC隨著組合層板的年輪角度差值的增大有輕微的減小趨勢(shì)。
　　(2)層板膠合木層間斷裂韌度GⅠC和GⅡC的有限元分析
　　分別對(duì)不同年輪層板組合的層板膠合木進(jìn)行了Ⅰ型層間斷裂的雙懸臂梁試驗(yàn)和Ⅱ型層間斷裂的端部切口三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)的有限元模擬，采用A

4、BAQUS程序利用“回路積分法”計(jì)算得到J積分值，在線彈性情況下其與斷裂韌度GⅠC和GⅡC是等價(jià)的，有限元計(jì)算的結(jié)果與試驗(yàn)測(cè)定結(jié)果吻合良好。
　　對(duì)不同年輪層板組合的層板膠合木進(jìn)行了Ⅰ型層間斷裂的單邊切口三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)的有限元模擬，采用ABAQUS程序利用“回路積分法”計(jì)算得到J積分值，在線彈性情況下其與斷裂韌度GⅠC是等價(jià)的，結(jié)果表明，該種試驗(yàn)不同年輪角度差值的層板組合對(duì)于層板膠合木層間斷裂韌度GⅠC無(wú)顯著影響。
　　雙懸臂

5、梁試驗(yàn)的層間斷裂韌度GⅠC有限元計(jì)算結(jié)果與單邊切口三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)的層間斷裂韌度GⅠC有限元計(jì)算結(jié)果相比偏小，這可能是由于木材性質(zhì)的離散性、試件的形式與尺寸差別、裂紋制作誤差、提取臨界荷載的誤差誤差等因素造成的。
　　(3)層板膠合木層間斷裂韌度KⅠC和KⅡC的有限元分析
　　對(duì)不同年輪層板組合的層板膠合木進(jìn)行了Ⅰ型層間斷裂的雙懸臂梁試驗(yàn)和Ⅱ型層間斷裂的端部切口三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)的有限元模擬，采用應(yīng)力外推法計(jì)算得到層間斷裂韌度KⅠC和

6、KⅡC。雙懸臂梁有限元計(jì)算結(jié)果表明，該種試驗(yàn)所得的層板膠合木層間斷裂韌度KⅠC隨著組合層板的年輪角度差值的增大有輕微的增大趨勢(shì);端部切口三點(diǎn)彎曲有限元計(jì)算結(jié)果表明，該種試驗(yàn)所得的層板膠合木層間斷裂韌度KⅡC隨著組合層板的年輪角度差值的增大有輕微的增大趨勢(shì)。
　　對(duì)不同年輪層板組合的層板膠合木進(jìn)行了Ⅰ型層間斷裂的單邊切口三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)的有限元模擬，采用應(yīng)力外推法計(jì)算得到層間斷裂韌度KⅠC，結(jié)果表明，該種試驗(yàn)中截面方向上不同年輪角度差值