宽含水率域桦木应力松弛时温等效研究
发布时间：2021-11-29 08:51
低温低湿环境下,木材仍会发生缓慢的应力松弛。温度是影响木材应力松弛的重要因素,而时温等效是预测长期应力松弛的有效方法。在试验基础上,探索时温等效对于木材应力松弛研究的适用性。用动态热机械分析仪进行短期应力松弛试验,获得桦木在不同温度和含水率条件下的一系列应力松弛曲线谱图。通过时温等效,将原始曲线族合成为不同含水率时某一参考温度条件下的主曲线,并且探究了两种位移因子函数的适用性。研究结果表明:在5～95℃温度范围和0%～24%的含水率范围内,时温等效适用于桦木应力松弛,主曲线和位移因子函数均受温度和含水率的影响。
【文章来源】：林产工业. 2020,57(12)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
含水率为12%时不同温度水平下松弛模量对数时间谱
由上述时温等效的定性表达可知，通过不同温度水平条件下的短时间应力松弛试验可预测桦木在某一温度条件下的短时间及长期范围内的应力松弛行为表现。以恒定含水率为12%时桦木在不同温度水平的应力松弛试验数据为例，对如何利用松弛模量对数时间谱图进行应力松弛行为预测加以说明。首先，在某一恒定含水率条件下，进行不同温度水平的短期应力松弛试验，以获得松弛模量对数时间谱。其次，选取其中某一温度的松弛模量曲线为参考松弛模量曲线，其温度称为参考温度Tref，则根据时温等效的定性表达，可将任一温度T≠Tref的松弛模量曲线沿对数时间轴平移某一数值，使相邻温度的松弛模量曲线在同一模量值处叠合，从而得到一条代替原始曲线族的松弛模量主曲线。如选择25℃为参考温度，则将温度高于25℃的松弛模量曲线依次向右水平移动，即可预测较长期的应力松弛行为；而温度低于25℃的松弛模量曲线依次向左水平移动，即可预测短时间内的应力松弛行为（可以假想为试件受力后瞬间的应力松弛行为）。由此，可得到含水率为12%时参考温度为25℃的松弛模量主曲线。如图2所示，该松弛模量主曲线可预测应力松弛行为的时间跨度为10-0.47～106.49s(36 d）。2.2.2 含水率和参考温度对主曲线的影响
按上述方法合成主曲线，可得5个恒定含水率时不同参考温度条件下的松弛模量主曲线族，如图3所示。从图3(a)-(e）中可看到，在任一相同参考温度条件下，当含水率不同时，主曲线的时间跨度范围均不同。比如，当参考温度为25℃时，在含水率为0%时可得到一条预测时间跨度为10-0.50～105.17s(41 h）的主曲线；在含水率为12%时可得到一条预测时间跨度为10-0.47～106.49s(36 d）的主曲线；在含水率为24%时可得到一条预测时间跨度为10-0.56～107.63s(1.4 y）的主曲线。图3 恒定含水率时不同参考温度的主曲线族
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国现代木结构建筑发展战略研究[J]. 王瑞胜,陈有亮,陈诚. 林产工业. 2019(09)
[2]木结构建筑的工业化——模数制下的预制装配[J]. 韩振华,陈玲. 林产工业. 2017(11)
[3]我国木结构产业发展机遇与挑战[J]. 龚迎春,蔡芸,任海青. 林产工业. 2016(07)
[4]杉木动态黏弹行为的时温等效性[J]. 蒋佳荔,吕建雄. 林业科学. 2012(02)
[5]高分子材料时-温等效性的研究——（Ⅰ）时-温等效理论的现状和非线性松弛活化能谱理论的提出[J]. 刘薇,金日光,励杭泉. 北京化工学院学报(自然科学版). 1991(01)
[6]长期载荷下木材粘弹性质的研究[J]. 戴澄月,梁北红. 东北林业大学学报. 1987(05)
博士论文
[1]木材动态黏弹性的温度、时间与频率响应机理研究[D]. 蒋佳荔.中国林业科学研究院 2009
[2]高分子材料时间—温度—应力等效性的研究[D]. 刘薇.北京化工大学 1993
硕士论文
[1]杨木横纹压缩本构关系与时—温等效性研究[D]. 张红为.安徽农业大学 2010
本文编号：3526210
【文章来源】：林产工业. 2020,57(12)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
含水率为12%时不同温度水平下松弛模量对数时间谱
由上述时温等效的定性表达可知，通过不同温度水平条件下的短时间应力松弛试验可预测桦木在某一温度条件下的短时间及长期范围内的应力松弛行为表现。以恒定含水率为12%时桦木在不同温度水平的应力松弛试验数据为例，对如何利用松弛模量对数时间谱图进行应力松弛行为预测加以说明。首先，在某一恒定含水率条件下，进行不同温度水平的短期应力松弛试验，以获得松弛模量对数时间谱。其次，选取其中某一温度的松弛模量曲线为参考松弛模量曲线，其温度称为参考温度Tref，则根据时温等效的定性表达，可将任一温度T≠Tref的松弛模量曲线沿对数时间轴平移某一数值，使相邻温度的松弛模量曲线在同一模量值处叠合，从而得到一条代替原始曲线族的松弛模量主曲线。如选择25℃为参考温度，则将温度高于25℃的松弛模量曲线依次向右水平移动，即可预测较长期的应力松弛行为；而温度低于25℃的松弛模量曲线依次向左水平移动，即可预测短时间内的应力松弛行为（可以假想为试件受力后瞬间的应力松弛行为）。由此，可得到含水率为12%时参考温度为25℃的松弛模量主曲线。如图2所示，该松弛模量主曲线可预测应力松弛行为的时间跨度为10-0.47～106.49s(36 d）。2.2.2 含水率和参考温度对主曲线的影响
按上述方法合成主曲线，可得5个恒定含水率时不同参考温度条件下的松弛模量主曲线族，如图3所示。从图3(a)-(e）中可看到，在任一相同参考温度条件下，当含水率不同时，主曲线的时间跨度范围均不同。比如，当参考温度为25℃时，在含水率为0%时可得到一条预测时间跨度为10-0.50～105.17s(41 h）的主曲线；在含水率为12%时可得到一条预测时间跨度为10-0.47～106.49s(36 d）的主曲线；在含水率为24%时可得到一条预测时间跨度为10-0.56～107.63s(1.4 y）的主曲线。图3 恒定含水率时不同参考温度的主曲线族
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国现代木结构建筑发展战略研究[J]. 王瑞胜,陈有亮,陈诚. 林产工业. 2019(09)
[2]木结构建筑的工业化——模数制下的预制装配[J]. 韩振华,陈玲. 林产工业. 2017(11)
[3]我国木结构产业发展机遇与挑战[J]. 龚迎春,蔡芸,任海青. 林产工业. 2016(07)
[4]杉木动态黏弹行为的时温等效性[J]. 蒋佳荔,吕建雄. 林业科学. 2012(02)
[5]高分子材料时-温等效性的研究——（Ⅰ）时-温等效理论的现状和非线性松弛活化能谱理论的提出[J]. 刘薇,金日光,励杭泉. 北京化工学院学报(自然科学版). 1991(01)
[6]长期载荷下木材粘弹性质的研究[J]. 戴澄月,梁北红. 东北林业大学学报. 1987(05)
博士论文
[1]木材动态黏弹性的温度、时间与频率响应机理研究[D]. 蒋佳荔.中国林业科学研究院 2009
[2]高分子材料时间—温度—应力等效性的研究[D]. 刘薇.北京化工大学 1993
硕士论文
[1]杨木横纹压缩本构关系与时—温等效性研究[D]. 张红为.安徽农业大学 2010
本文编号：3526210
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