第八章木材的力学性质 (The Mechanical Properties of Wood)
第八章 木材的力学性质 (The Mechanical Properties of Wood)
木材抵抗外部机械力作用的能力称木材的力学 性质。木材的力学性质包括弹性、粘弹性、硬度、 韧性、各类强度和工艺性质等。 第一节木材力学性质的基本概念 ( fundamental concept of woody mechanical properties 1应力 stress):材料在外力作用下,单位面积上 所产生的内力 o=(kPa) 2应变( strain):单位长度上所产生的变形。 8=,(cm/cm) 3应力一应变图 ( streSs-strain curve):以应力为纵坐标 以应变为横坐标,表示应力和应变关系的曲线
木材抵抗外部机械力作用的能力称木材的力学 性质。木材的力学性质包括弹性、粘弹性、硬度、 韧性、各类强度和工艺性质等。 第一节 木材力学性质的基本概念 （fundamental concept of woody mechanical properties） 1.应力(stress)：材料在外力作用下，单位面积上 所产生的内力。 2.应变(strain)：单位长度上所产生的变形。 3.应力—应变图(stress-strain curve)：以应力为纵坐标， 以应变为横坐标，表示应力和应变关系的曲线。 (kPa) A P = (cm/ cm) l =
简单应力中,当压力方向平行于纹理作用于 短柱上时,则产生顺纹压应力。当在同一直线上 两个方向相反,平行于木材纹理的外力作用于木 材时,则产生顺纹拉伸应力。当平行于木材纹理 的外力作用于木材,欲使其一部分与他它由内在 联结的另一部分相脱离,会产生顺纹剪应力。当 作用力与木材纹理相垂直时,木材上则会产生横 纹的压、拉、剪应力或剪断应力。横纹应力又有 径向和弦向之分。同一木材受力的性质和方向不 同,应力和应变值亦各不相同。 、基本概念 (一)弹性和塑性 1弹性( elasticity)物体在卸除发生变形的载荷后, 恢复其原有形状、尺寸或位置的能力。 2性( plasticity)物体在外力作用下,当应变增长 的速度大于应力增长的速度,外力消失后木材 生的永久残留变形部分,即为塑性变形,木材的 这一性质称塑性
简单应力中，当压力方向平行于纹理作用于 短柱上时，则产生顺纹压应力。当在同一直线上 两个方向相反，平行于木材纹理的外力作用于木 材时，则产生顺纹拉伸应力。当平行于木材纹理 的外力作用于木材，欲使其一部分与他它由内在 联结的另一部分相脱离，会产生顺纹剪应力。当 作用力与木材纹理相垂直时，木材上则会产生横 纹的压、拉、剪应力或剪断应力。横纹应力又有 径向和弦向之分。同一木材受力的性质和方向不 同，应力和应变值亦各不相同。 一、基本概念 （一）弹性和塑性 1.弹性(elasticity)— 物体在卸除发生变形的载荷后， 恢复其原有形状、尺寸或位置的能力。 2.塑性(plasticity)— 物体在外力作用下，当应变增长 的速度大于应力增长的速度，外力消失后木材产 生的永久残留变形部分，即为塑性变形，木材的 这一性质称塑性
破坏 应力 b弹性极限 a/化例极限 应变(%) 图9-1杉木弯曲时应力与应变图解 图91为杉木弯曲时的应力一应变图。木材在 比例极限应力下可近似看作弹性,在这极限以上的 应力就会产生塑性变形或发生破坏。直线部分的顶 点a为比例极限,从a到b虽不是直线,但属弹性范围, b点为弹性极限。a、b两点非常接近,一般不加区分
图9—1为杉木弯曲时的应力—应变图。木材在 比例极限应力下可近似看作弹性，在这极限以上的 应力就会产生塑性变形或发生破坏。直线部分的顶 点a为比例极限，从a到b虽不是直线，但属弹性范围， b点为弹性极限。a、b两点非常接近，一般不加区分。 a 应变（%） 图9-1 杉木弯曲时应力与应变图解 应 力 （MPa ） b 比例极限 弹性极限 破坏
(二)柔量( compliance)和模量( modulus) 在弹性极限范围,大多数材料的应力和应变之间 存在着一定的指数关系: E=oE一应变0一应力 实践证明,木材的n=1,因此上式可写成: E=0oa-柔量 a—为应力、应变曲线的直线部分与水平轴的夹角。 柔量的倒数a-1,即为弹性模量E,简称模量。 弹性模量E( modulus of elasticity)在弹性极限范围 内,物体抵抗外力改变其形状或体积的能力。它 是材料刚性的指标。 木材的拉伸、压缩和弯曲模量大致相等,但压缩 的弹性极限比拉伸的要低得多
（二）柔量(compliance)和模量(modulus) 在弹性极限范围，大多数材料的应力和应变之间 存在着一定的指数关系： — 应变 — 应力 实践证明，木材的n=1，因此上式可写成： а— 柔量 α— 为应力、应变曲线的直线部分与水平轴的夹角。 柔量的倒数а -1，即为弹性模量E，简称模量。 弹性模量E(modulus of elasticity)— 在弹性极限范围 内，物体抵抗外力改变其形状或体积的能力。它 是材料刚性的指标。 木材的拉伸、压缩和弯曲模量大致相等，但压缩 的弹性极限比拉伸的要低得多。 n = =