汽蒸预处理白栎木材弯曲蠕变的时温等效特性

【目的】在采用MATLAB2019a软件对早材导管带特征进行数字化表征的基础上,探究汽蒸预处理和早材导管带对白栎Quercus alba木材弯曲蠕变的时温等效特性影响规律。【方法】采用饱和蒸汽(100℃)及过热蒸汽(110、120℃)对试样进行预处理,利用动态热机械分析仪(DMA-Q800)在不同测试温度(20~80℃)条件下测试试样的弯曲蠕变曲线,最后选用测试温度20℃探究试样弯曲蠕变的时温等效特性,并运用Williams-Landel-Ferry(WLF)方程对水平移动因子与测试温度的关系曲线进行拟合。【结果】①试样的瞬时应变和恒定载荷5MPa保持的45min应变均随测试温度的升高而增大。然而,试样的瞬时应变和45 min应变均随汽蒸预处理温度的升高而减小。②基于时温等效原理,可将不同汽蒸预处理试样45 min的短期蠕变曲线平移得到测试温度20℃下白栎木材的长期蠕变曲线。试样的水平移动因子与测试温度的关系曲线满足WLF方程,回归系数(R^(2))均大于0.93,用WLF方程可以对蠕变特性的时间与测试温度关系进行有效表达。【结论】汽蒸预处理、测试温度和早材导管带对白栎木材的弯曲蠕变性能均影响显著;在20~80℃测试温度范围和汽蒸预处理温度(100~120℃)范围内,时温等效适用于白栎木材的弯曲蠕变。