榆木顺纹压缩率和PDR的变化规律研究

对不同质量分数氢氧化钠碱液软化处理的榆木幼龄材和成熟材试材分别进行顺纹压缩试验,对其顺纹压缩率和永久变形率(PDR)的变化规律以及顺纹压缩后的恢复情况进行分析,试验结果表明:NaOH的质量分数为6%～7%,改性剂的质量分数为10%～15%时,获得最大顺纹压缩率和PDR值;相同顺纹压缩率时,溶液浓度和PDR值呈正相关,且幼龄材的PDR值大于成熟材;顺纹压缩后的恢复曲线分为弹性变形恢复阶段、弹塑性变形恢复阶段和塑性变形阶段;幼龄材的恢复速率小于成熟材。

榆木顺纹压缩弯曲技术

木材从力学角度上看是一种粘弹性材料 ,从结构上看又是一种多孔材料 ,木材的这个特性 ,可以使其进行简单的弯曲 ,但是要获得较小的弯曲曲率半径 ,首先应强化木材软化机理的研究 ,增大木材的塑性 ;其次研究木材软化处理后的顺纹压缩机理和压缩技术 ,使木材在顺纹压力的作用下 ,细胞壁中微纤丝之间产生滑移 ,导致木材细胞壁的壁层纵向产生褶皱 ,木材在弯曲力矩的作用下 ,弯曲时的受压面形成褶皱 ,受拉面形成展皱 ,在允许的形变范围内获得较小的弯曲曲率半径。本文研究结果表明 ,试件尺寸为 2 80mm× 1 6 5mm× 1 6 6mm时 ,经过水热软化处理后 ,顺纹压缩率达到 2 4 % ,试件回弹后的长度最小为 2 6 1 74mm时 ,弯曲的曲率半径最小为 4 2 5mm ,测试的试件平均值为 5 6 94mm。

水热-微波处理对榆木软化和顺纹压缩及弯曲的影响

采用水热-微波处理方法对榆木成熟材进行软化处理,通过顺纹压缩率、单维和多维弯曲最小曲率半径表征木材软化效果;以XRD,FTIR等方法测定木材表面组成、结晶度变化,分析软化处理对木材顺纹压缩的影响。结果表明:水热-微波处理可显著增强木材的软化性能,处理后木材中的抽提物几乎完全抽出(1.73%～0.47%),半纤维素发生明显降解,使木质素相对含量得到增加,木材表面羟基数量显著增加;非结晶区微纤丝趋于有序,相对结晶度提高,结晶区表面微纤丝羟基裸露,氢键键合增强,结晶区宽度增加。当采用处理方案为B时,顺纹压缩率最大,单维和多维弯曲时的曲率半径最小。较高的结晶度和适宜的羟基数量是试样B表现出较高软化性能的主要原因。

复配碱液处理榆木顺纹压缩应力-应变本构关系

采用复配碱液处理榆木后,对榆木的幼龄材和成熟材顺纹压缩,通过建立的榆木顺纹压缩应力-应变本构关系得出:在榆木顺纹压缩初始阶段,符合线形的弹性虎克定律;在弹塑性阶段,也基本符合线形的力学关系。分析榆木幼龄材在顺纹压缩中体现出较大的差异性、顺纹压缩弹性模量和应力、应变的原因是木材化学组分的降解和抽出;得出复配碱液处理后木材顺纹压缩弹性、弹塑性变化的基本规律,木材在弹塑性阶段呈一段平滑的曲线,细胞壁在此阶段形成褶皱。

水热-微波处理水曲柳顺纹压缩应力-应变本构关系

通过对水热-微波联合处理的水曲柳幼龄材和成熟材顺纹压缩过程中应力-应变关系和木材化学组分变化的分析,建立木材顺纹压缩应力-应变本构关系。结果表明:在水曲柳顺纹压缩的初始阶段,应力-应变符合线性的弹性虎克定律;在弹塑性阶段,也基本符合线性的力学关系,建立的水曲柳幼龄材和成熟材顺纹压缩应力-应变本构关系由常数项(比例极限应力)和应力-应变线性关系表达式两部分构成;相同顺纹压缩率下幼龄材弹性模量和应力大于成熟材,主要受到木材化学组分差异的影响。

水热处理对杨木顺纹压缩性质的影响

采用水热处理对杨木进行压缩前预处理,比较不同水热处理条件与冷却时间对试件顺纹压缩性质的影响。结果表明:水温对木材抗压强度有较大影响,随着水温的升高,木材的顺纹抗压强度与屈服应力均呈下降趋势,而屈服应变变化很小,最大载荷下的应变和载荷陡降时的应变均增加,残余变形增加。保温时间对木材的顺纹抗压强度影响不显著,随着保温时间的延长,最大载荷下应变与应变差先增加,在保温1h时应变达到最大值,而后减小直至趋于平缓。杨木在水温为100℃保温时间为1h水热处理后,最易被压缩,试件的强度均最低,应变最大。随着冷却时间的延长,抗压强度与屈服应力呈小幅度的增加,当冷却到一定时间,其值不再增加。

水曲柳顺纹压缩率和PDR的变化规律研究

利用木材弹塑性的特性对经过不同条件水热软化处理后水曲柳幼龄材和成熟材分别进行顺纹压缩,分析顺纹压缩率和PDR之间的关系和顺纹压缩过程中试材弹性恢复的状况,为后续的弯曲试验提供前期基础。结果表明:在沸水软化时间为140～150 min时,试材可以获得较好的顺纹压缩性能;顺纹压缩率和PDR呈正相关;顺纹压缩恢复过程可以分为弹性、弹塑性和塑性3个阶段,弹性阶段瞬时即可恢复,弹塑性阶段较缓慢地恢复,塑性阶段不再恢复,出现永久的塑性变形。

水曲柳顺纹压缩多向弯曲技术

木材可以进行弯曲,但是要获得较小的弯曲曲率半径和进行多向弯曲,需增大木材的塑性;运用木材软化处理压缩技术,使木材细胞壁中微纤丝之间产生滑移,形成褶皱;在允许的形变范围内获得较小的单向和多向弯曲曲率半径;然后采用定型技术使压缩弯曲木的形状稳定。

实木顺纹压缩弯曲技术研究现状及发展趋势

实木顺纹压缩弯曲技术蕴含着多学科知识的交叉融合,具有一定的理论深度和突出的实际应用性,是当今备受关注的研究热点之一文章论述了国内实木顺纹压缩弯曲技术的研究现状与发展趋势,描述了国内研究学者在树种选择、木材软化与顺纹压缩、木材弯曲等方面的研究成果,提出高效利用木材资源、提升自动化程度、提高木材弯曲精度的发展趋势,为今后国内实木顺纹压缩弯曲技术的研究提供借鉴。

木材顺纹压缩率与PDR的影响机制研究

木材顺纹压缩弹塑性和PDR(永久变形率)变化规律及机理研究是攻克木材顺纹压缩与多维弯曲技术的核心。从木材的树种、密度、软化处理条件、化学组分和相对结晶度以及压缩速度几个方面,分析了木材顺纹压缩过程中这些因素对木材顺纹压缩率和PDR的影响机制。

木材顺纹压缩多向弯曲技术

文中介绍了木制品和家具行业生产弯曲件的现状及存在的问题,分析了木材顺纹压缩多向弯曲技术和开发研究该项技术的广阔前景,通过对榆木和水曲柳木材的压缩多向弯曲实验,获得了实验条件下木材顺纹压缩多向弯曲技术的机理和技术条件,为该技术尽快应用于生产实际打下了坚实的理论基础和工艺条件。

样品尺寸对竹材顺纹压缩力学性能的影响研究

以毛竹为研究对象,通过对不同尺寸的样品进行顺纹压缩测试,分析样品尺寸对竹材顺纹压缩模量和顺纹抗压强度的影响。结果显示:竹材的顺纹压缩模量与竹壁厚度、样品高度、弧度呈正相关关系,顺纹抗压强度与竹壁厚度、样品高度、弧度呈负相关关系。在弹性变形阶段,样品尺寸的增加会提高维管束的组织比量而增大竹材顺纹压缩模量的计算值,在塑性变形阶段,样品尺寸和弧度会导致提前失稳而降低竹材的顺纹抗压强度。

基于abaqus的木材顺纹动态压缩仿真实验

以一维应力波理论和破坏理论为基础,利用abaqus有限元分析软件进行动力学仿真实验。介绍了一维应力波的传播过程,并推导了杆中质点沿x轴方向速度与质点轴向应力、应变之间的关系。根据影响木材力学特性的因素,选取了具有一定代表性的顺纹樟子松作为实验试件.使用abaqus软件对木材顺纹动态压缩进行建模,约束边界条件、设定参数、仿真。本实验通过对仿真结果的分析获得了木材动态压缩的力学特性关系,为检测木材在高应变率压缩状态下的力学性能提供了有利的参考依据。

水煮杨木的纵向压缩性质试验研究

利用正交试验设计方法,考察水煮工艺条件(水温和保温时间)对杨木的纵向压缩性质(抗压强度、最大力下的应变等)的影响,找出最优水煮软化工艺参数。

水热-微波软化处理对水曲柳弯曲的影响

采用水热-微波处理方法对水曲柳幼龄材和成熟材进行软化处理,通过顺纹压缩率、单维和多维弯曲最小曲率半径表征木材软化效果。以XRD,FTIR等方法测定木材表面组成、结晶度变化,分析软化处理对木材顺纹压缩和弯曲曲率的影响。结果表明:水热-微波处理可显著增强木材的软化性能,使木材表面羟基数量显著增加,非结晶区微纤丝趋于有序,相对结晶度提高,结晶区表面微纤丝羟基裸露,氢键键合增强,结晶区宽度增加。当水煮处理时间为140～150min、微波处理时间为350s时,试材顺纹压缩率最大,单维和多维弯曲时的曲率半径最小。

出土饱水梓木的辐射法保护

利用乙醇浓度梯度脱水、保护单体(PEG200DMA)逐级置换、60Coγ射线辐射固化(吸收剂量率为30.72kGy,剂量率90.35Gy/min)的方法对信阳长台关出土的棺木残片进行了试验性保护。保护后的试验样品外观颜色接近原文物,无开裂翘曲、无表面泛光和发黑现象、纹理清晰;顺纹压缩强度(33.06MPa)接近现代新材;保护前后相比的最大收缩率分别为:长度方向1.05%,径向4.10%,弦向4.32%;在常温常湿(温度:20～28℃,相对湿度:35%～65%)条件下贮存180d前后相比的收缩率分别为:长度方向0.076%,径向1.17%,弦向1.86%;在干燥环境(温度:(25±2)℃,相对湿度:(5±2)%)中贮存90d前后相比收缩率分别为:长度方向0.066%,径向0.115%,弦向0.279%;在高湿环境(温度:(25±2)℃,相对湿度:(5±2)%)中放置90天后的湿胀率与干燥环境相比分别为:长度方向1.79%,径向2.42%,弦向2.61%。微观结构研究表明:固化后的聚合物充满了残存饱水梓木内的毛细孔隙,提高了木材的力学强度和尺寸稳定性。

奥克榄木材软化处理特性与工艺研究

以奥克榄木材为研究对象,采用水煮、高温汽蒸、水煮+微波联合三种方法对其进行软化处理,系统研究了处理温度、时间等因素对木材顺纹压缩屈服强度、压缩量和压缩回弹率的影响规律,获得了优化的软化处理方法和工艺参数,以期为实际生产中奥克榄的软化和弯曲成型提供依据。研究结果表明:通过软化预处理,可以明显降低奥克榄木材的屈服强度,改善其弯曲性能,其中水煮+微波联合处理软化效果优于水煮和高温汽蒸处理;影响水煮,饱和蒸汽汽蒸处理和水煮+微波处理效果的主要因素分别是处理时间,汽蒸温度,微波功率;同种软化处理条件下,奥克榄的顺纹压缩回弹率与含水率成正相关。在生产中建议采用水煮2 h,微波功率800 W,时间18 s为优化条件的水煮+微波联合方法进行软化处理。