杨木纵向压缩回弹试验研究

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1、杨木纵向压缩回弹试验研究论文导读：回弹率是评定压缩木尺寸稳定性的关键指标，因为回弹率的大小是影响木材利用的主要因素，只有研究好回弹率问题才能更好地利用木材，所以一般在实际生产中接触最多的问题是木材压缩所涉及的一系列问题，杨木是江苏省种植面积最大的树种，只有充分了解其压缩回弹情况才能更好地利用杨木，因此，本试验研究了杨木纵向压缩回弹情况。当软化后的木材被压缩成某一形态后，其纤维素和纤维素之间发生了变化，纤维素分子无论是处于蜷曲程度降低状态或增加状态，都比原来分子能量高，因此变化趋势是恢复原来状态，即蜷曲程度降低者，趋于増加，蜷曲程度增加者，趋于减少，这种趋势再加上

2、结晶区的牵制作用使压缩试件具有回弹性。在纵向压缩中，木材的蠕变和松弛是如何产生的呢？显然轴向纤维素大分子非结晶区发生压缩，但是它的压缩量是有限的，而且随着试件的干燥，纤维素非结晶区中纤维收缩，必将回到原来的位置，那么只有木材细胞壁大面积均匀地发生褶皱，才能使木材实现这样大的纵向压缩量，同时确保木材不发生破坏。关键词：杨木，纵向压缩，回弹回弹率是评定压缩木尺寸稳定性的关键指标，因为回弹率的大小是影响木材利用的主要因素，只有研究好回弹率问题才能更好地利用木材，所以一般在实际生产中接触最多的问题是木材压缩所涉及的一系列问题，杨木是江苏省种植面积最大的树种，只有充分了解

3、其压缩回弹情况才能更好地利用杨木，因此，本试验研究了杨木纵向压缩回弹情况。当软化后的木材被压缩成某一形态后其纤维素和纤维素之间发生了变化，纤维素分子无论是处于蜷曲程度降低状态或增加状态，都比原来分子能量高，因此变化趋势是恢复原来状态，即蜷曲程度降低者，趋于增加，蜷曲程度增加者，趋于减少，这种趋势再加上结晶区的牵制作用使压缩试件具有回弹性。木素是无定型物质，能适应纤维素分子链形变。当温度低于木素的软化点，木素恢复为玻璃态，能起固定纤维素形变作用，但是只有减少水分的膨胀作用，减小了分子间的距离，增加分子间摩擦力，才能真正把形状固定下来，这个过程是一个应力松弛过程。此

4、时木材再用蒸煮法软化，纤维素非结晶区仍然岀现分子间的距离增大，摩擦减小，木素软化点降低，木材就能回弹。由上述分析可以看出木材是一种粘弹性体具有弹性和塑性两方面性质，弯曲、压缩过程实质上是一个应力松驰过程。当解除压力后，试件尺寸稳定后，试件没有恢复到原来尺寸，产生了蠕变和松弛。在纵向压缩中，木材的蠕变和松弛是如何产生的呢？显然轴向纤维素大分子非结晶区发生压缩，但是它的压缩量是有限的，而且随着试件的干燥，纤维素非结晶区中纤维收缩，必将回到原来的位置，那么只有木材细胞壁大面积均匀地发生褶皱，才能使木材实现这样大的纵向压缩量，同时确保木材不发生破坏。由下列公式计算木材的

5、回弹率：1材料与方案1.1材料I-69杨取自江苏泗阳，树龄15年生，平均胸径36cm，树干圆满通直，无偏心。锯成径切板并气干以备用，根据GB/T1933-91测定锯材的气干密度，平均密度为0.525g/cm3,变异系数为1-7.8%,气干含水率为13%,变异系数为5.9%o试件四面刨光后的规格为30mm(L)20mm(R)20mm(T'论文参考。加工后的试件进行挑选揚I」除肉眼可见的缺陷如腐朽、轮裂和较大的节子等，表面纹理斜度小于10。试验以边材作为研究对象。1.2试验方案采用水煮法预处理试件(在1009水中蒸煮1h),在万能力学试验机上进行纵向压缩，最后研究压

6、缩后试件的回弹情况。试验分别采用煮沸法和气干法来测定杨木的纵向压缩回弹。煮沸法即把已测定了密度和含水率的试件先浸于(202)°C常温水中24h,再置于沸水中煮2h,取出气干后测量其长度［4］。而气干法是把压缩后的试件直接置于大气中，测量其长度。试验的具体方案如下：(D试件压缩后立即卸压，试件的压缩率分别为8、12.16.20%,分别采用煮沸法和气干法，找出压缩率与回弹率之间的关系。(2)试件的压缩率定为12%,保压时间分别为3、6、9、15、30min,采用煮沸法和气干法，找出保压时间与回弹率之间的关系和回弹率随时间的变化规律。每个试验条件取4个试件，每种条件重

7、复3次试验。2试验结果与数据分析2.1压缩率对回弹的影响此为试验方案⑴的结果，其具体数值为表1o表1试件(采用煮沸法)的压缩回弹结果Tab.6-1Theresultofcompressionrecoverybythewayofboilingsamples压缩率(%)回弹率Ra(%)回弹率Rb(%)压缩量L1(mm)压缩量L2(mm)888.691.886.489.90.8250.1941681.490.51.1280.2562077.689.91.355注：Ra为试件卸载后立即测的所对应的回复率，Rb为试件压缩后经煮沸再气干时所对应的回复率，L1为煮后压缩前后试

8、件的尺寸之差，L2为气干