杨木横纹压缩本构关系与时-温等效性分析

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1、’，独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得安徽农业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：i堡!：丝时间：沙户年9／月／。日关于论文使用授权的说明本人完全了解安徽农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、

2、汇编学位论文。同意安徽农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。(保密的学位论文在解密后应遵守此协议)研究生签名：第一导师签名：时fB-J：≥c,／o年彩咱／口日时间：加／沙年舌月fp日‘■，●摘要lIIIIIrllrlrIIIII＼1735144在木制品生产过程中，许多情况下都需要给木材施加压力，如木片的软化展平工艺、辊压工艺、胶合板材及木地板的热压工艺等，都是木材在不同工艺条件下的施压过程。但木材是一种具有各向异性的多孔性材料，在受压过程中会产生压缩变形。杨木是人造板生产中常用的材料，但在不同温度下横纹压缩的试验

3、数据并不多。为此，本文以杨木为试材，研究了不同温度条件下杨木径向压缩大变形的力学行为，建立了杨木在横纹压缩下的应力一应变关系，并且观察了横压过程中的杨木细胞变形特征。时温等效性试验即是利用短时试验数据来预测材料长时力学性能的一种较好的方法。但迄今这一方法用于木质材料的研究报道不多，其主要问题是木材是一种由纤维、木质素和半纤维组成的具有多重转变区域的共混聚合物，是热流变复合材料，而非简单热流变材料。如何应用时一温叠加原理来预测木构件的长期力学性能一直受到木材学家的关注并成为木材科学领域里的一个难题。关于移动因子遵循怎样的规律目前并没有文献给出解析

4、式或计算依据。为此，本文以杨木为试材，通过三点弯曲法研究了时一温叠加原理在木材中的应用，通过水平移动和垂直移动，较成功地实现了以短时试验数据来预测木材的长时力学特性，并首次提出考虑垂直移动因子的木材时一温叠加原理表达式。本次试验结果表明：1．杨木在径向施压下，其整个大变形过程可分为三个阶段，即线弹性阶段、屈服后弱线性强化阶段和幂强化阶段。但由于木材在横压大变形试验中压密点不易确定，故以一个线性方程描述其弹性阶段和一个3次多项式描述其屈服后的整个横纹压缩下的应力一应变关系更为方便。2．应变为￡=3．2％，处于应力．应变曲线弹性段的末点；应变为￡=

5、16％，木射线开始屈曲；应变为e=22％，导管分子细胞开始压溃；应变为￡=40％，试件开始压密；应变为￡=65％，可视为细胞腔被完全填充后的压密点，沿曲线再向上则进入压密化，应力一应变关系反映了物质实体内分子间距变化与所施应力呈现线性变化的关系。3．在环境温度为lO*C、30℃、50℃、70℃、90℃和相对湿度为60％的试验条件下，通过1h的短期弯曲试验，应用时一温叠加原理获得了一条能够预测9．5年的杨木松弛力学特性主曲线。4．水平移动因子lgar与温度的倒数丁．1呈线性关系：Y=4723．7x．17．976(R2=0．9848)，并遵循Arr

6、henius方程。利用Arrhenius方程计算出松弛转变的表观活化能丝为21．6kcal／mole。5．垂直移动因子％与温度r呈线性关系：Y=0．0045x一0．368(R2=0．9435)，表明由本文所提出的bT因子计算依据而得到的考虑垂直移动因子的木材时一温叠加原理表达式是合理的。6．在环境温度为10。C、相对湿度为60％的条件下进行1138h的长时试验，所得的长时试验模量曲线与主曲线吻合度较高。关键词：杨木，横纹压缩，本构关系，时一温等效，移动因子Abstract111t11emanufacturingprocessofwoodprod

7、ucts．thewoodneedstobepressuredinmanycases，suchaswoodchipstosoftenflatteningprocess，rollingprocess，hotpressingofplywoodandwoodflooring．Thoseareprocessofpressureappliedinwoodunderdifferentconditions．Butwoodisananisotropicandporositymaterial．Itwillproducedeformationinthecompres

8、sedprocess．Poplaristheusedmaterialsofthewood-basedpanelproduction,buttheexp