木材干燥過程中的應力與變形——木材各向異性引起的應力變形
木材各向異性引起的應力變形
實際上,木材是各向異性體。干燥時,除含水率梯度會引起應力外,因徑弦向干縮不一致,也會引起應力,這就是附加應力。它的大小只與木材斷面上年輪分布有關,和含水率梯度無關。一般來說,徑切板幾乎不產(chǎn)生附加應力,因為雖然徑切板的徑向干縮與弦向干縮也不同,但在木料厚度的不同層次上不會引起不均勻變形。而弦切板正面(距髓心較遠的材面)接近于弦向,它干縮大小接近徑向的背面(距髓心較近的材面),結果板子向正面翹曲(圖1-4,a),如果板材受外加載荷(如材堆重量和頂部壓塊)作用,則板材會產(chǎn)生附加應力,板材正面為拉應力,背面為壓應力,板材正面的這種拉應力與木材含水率不均勻引起的拉應力相疊加,這樣弦切板的正面受的拉應力更大,很容易超過木材的橫紋抗拉強度而引起表面開裂。
在干燥原木或帶髓心的方材時,因圓周方向(弦向)的干縮大于徑向干縮,結果在表層區(qū)域產(chǎn)生附加拉應力,在中心區(qū)域產(chǎn)生附加壓應力(這種應力與含水率應力無關),在干燥過程第一階段,表層的這種附加拉應力與含水率不均勻引起的拉應力相疊加,超過木材橫紋抗拉強度時,就會引起徑裂(圖1-4,b)。所以干燥原木或大髓心方材時要特別小心。
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