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弹性与木材的 正交异向弹性

弹性与木材的 正交异向弹性. 应力与应变. 粘弹性. 强度、韧性 与破坏. 第八章 木材的力学性质 The Mechanical Properties of Wood. 容许应力. 影响力学性质的主要原因. 主要力学性能指标. Ｐ. Ｐ. 8.1 应力与应变. 应力与应变的概念. 拉应力. 指物体在外力作用下单位面积上的内力. 压应力. 应力. 剪应力. 外力作用下，物体单位长度上的尺寸或形状的变化. 应变. Ｐ. 拉应力 σ=P/A. Ｐ. 压应力 σ= - P/A. Ｐ. Ｐ. Ｐ. Ｐ.

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弹性与木材的 正交异向弹性

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Presentation Transcript

  1. 木材力学性质

  2. 弹性与木材的 正交异向弹性 应力与应变 粘弹性 强度、韧性 与破坏 第八章 木材的力学性质 The Mechanical Properties of Wood 容许应力 影响力学性质的主要原因 主要力学性能指标 木材力学性质

  3. Ｐ Ｐ 8.1 应力与应变 应力与应变的概念 拉应力 指物体在外力作用下单位面积上的内力 压应力 应力 剪应力 外力作用下，物体单位长度上的尺寸或形状的变化 应变 Ｐ 拉应力σ=P/A Ｐ 压应力σ=-P/A 木材力学性质

  4. Ｐ Ｐ Ｐ Ｐ 剪应力：作用于物体的一对力或作用力与反作用力不在同一条作用线上，使物体产生平行于应力作用面方向被剪切的应力。 剪应力 τ=P/AQ 木材力学性质

  5. 8.1.2 应力与应变的关系 应力—应变曲线：表示应力与应变的关系曲线。曲线的终 点M表示物体的破坏点。 应力-应变曲线（模式图）:σ= Eε(胡克定理) 式中：E——拉压弹性模量，是材料的刚性指标 实验表明: 木材的抗压、抗拉及抗弯时的 E 值大致相等 木材力学性质

  6. 8.1.2.1比例极限、弹性变形与永久变形 直线部分的上端点P对应的: 比例极限应力和比例极限应变 应力超过弹性限度，除去应力后永久残留的应变 弹性变形 塑性应变 应力-应变的关系 木材力学性质

  7. 8.1.2.2 破坏应力与破坏应变 M点--破坏应力 极限强度 破坏应变 应力-应变曲线（模式图） 木材力学性质

  8. 8.2 弹性与木材的正交异向弹性 弹性 弹性模量 物体产生单位应变所需要的应力，表征材料抵抗变形能力的大小 应力解除后即产生应变完全回复的性质 柔量 剪切弹性模量 泊松比 表征材料在荷载状态下产生变形的难易程度 剪切应力τ与剪切应变γ之间符合： τ=Gγ 或 γ=τ/G 将横向应变与轴向应变之比称为泊松比 木材力学性质

  9. 正交对称性与正交异向弹性 木材正交对称性 8.2.2.1 正交异向弹性 木材为正交异性体。弹性的正交异性为正交异向弹性 8.2.2.2 木材的正交对称性 木材具有圆柱对称性，使它成为 近似呈柱面对称的正交对称性物体。 符合正交对称性的材料，可以用虎克定律来描述它的弹性 木材力学性质

  10. 几种木材的弹性常数 木材力学性质

  11. 木材的蠕变曲线 8.3 木材的粘弹性 8.3.1 木材的蠕变 蠕变定义：在恒定应力下，木材应变随时间的延长而逐渐增大的现象。 瞬时弹性变形（服从胡克定理） 木材蠕变过程的三种变形 弹性滞后变形（粘弹性） 塑性变形（塑性） OA-----加载后的瞬间弹性变形 AB-----蠕变过程（t0→t1）t↗→ε↗ BC1 ----卸载后的瞬间弹性回复BC1==OA C1D----蠕变回复过程t↗→ε缓慢回复 木材力学性质

  12. 黏弹性材料的松弛曲线 (应变的速度为常数) 8.3.2 木材的松弛 松弛:在恒定应变条件下应力随时间的延长而逐渐减少的现象。 松弛与蠕变的区别在于：在蠕变中，应力是常数，应变是随时间变化的可变量 在松弛中，应变是常数，应力是随时间变化的可变量 m为松弛系数,松弛系数随树种和应力种类而有不同，但更受密度和含水率影响，m值与密度成反比，与含水率成正比。 木材力学性质

  13. 8.4 木材的强度、韧性与破坏 强度 指材料抵抗其受施应力而不致破坏的能力 指材料在不致破坏的情况下所能抵御的瞬时最大冲击能量值 顺纹压缩 韧性 横纹压缩 指其组织结构在外力或外部环境作用下使整体完全丧失或部分丧失原有物理力学性能的现象 顺纹拉伸 结构破坏 横纹拉伸 顺纹剪切 右图为:顺纹抗拉强度试验 木材力学性质

  14. 木材抗剪试样与受力支架 1—附件主杆 2—块 3—L形块 4，5—螺杆 6—压块 7—试样 8——圆头螺钉 木材横纹抗拉试样及其受力方向 木材力学性质

  15. 8.5主要力学性能指标及主要影响因素 木材 主要力学性能指标 主要影响因素 • 抗压强度 • 抗拉强度 • 抗弯强度与抗弯弹性模量 • 抗剪强度 • 冲击韧性 • 硬度与耐磨性 • 抗劈力 • 密度的影响 • 含水率的影响 • 纹理方向及超微构造的影响 • 温度的影响 • 缺陷的影响 • 长期荷载的影响 木材力学性质

  16. 含水率对松木力学强度的影响 A—横向抗弯；B—顺纹抗压；C—顺纹抗剪 温度-含水率对木材力学强度的影响 木材力学性质

  17. 8.6　木材的容许应力 指木构件在使用或荷载条件下，能长期安全地承受的最大应力,在我国木结构的安全系数一般为3.5～6.0 木材容许应力 左图: 各项因素对木材强度的影响系数 木结构部件安全系数为折减系数之倒数，为强度平均值σ与容许应力[σ]的比值 公 式 木材力学性质

  18. 1.名词解释：弹性、塑性、蠕变、松弛、容许应力。1.名词解释：弹性、塑性、蠕变、松弛、容许应力。 2.何谓木材的应力松弛现象？ 3.简述木材力学性质的影响因素？ 4.木材的主要力学指标？ 5.用木材的蠕变曲线来说明木材属于黏弹性材料。 思考题: 木材力学性质

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