杉木动态黏弹行为的时温等效性

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1、第48卷第2期林业科学Vol.48，No.22012年2月SCIENTIASILVAESINICAEFeb．，2012*杉木动态黏弹行为的时温等效性蒋佳荔吕建雄(中国林业科学研究院木材工业研究所国家林业局木材科学与技术重点实验室北京100091)摘要:运用时温等效原理研究含水率为0.6%的木材试样的动态黏弹性质。在25～150℃温度范围内，通过频率扫描(0.1～20Hz)试验获得不同恒定温度水平下木材的贮存模量和损耗因子值。将其他温度下的黏弹性曲线通过水平移动因子平移并叠合连接至参考温度(本研究中为135℃)曲线，分别生成一定频率范围内的贮存

2、模量和损耗因子主曲线。通过最小二乘拟合法，采用Arrhenius方程对水平移动因子与温度的关系曲线进行拟合分析。结果表明:贮存模量主曲线的水平移动因子与温度的关系曲线在25～150℃内满足Arrhenius方程，因此利用时温等效原理描述木材的动态刚度性质是适用的;但时温等效原理无法预测木材的松弛转变行为。关键词:杉木;动态黏弹性;时温等效原理;Arrhenius方程中图分类号:S781．2文献标识码:A文章编号:1001－7488(2012)02－0124－05Time-TemperatureSuperpositionintheChinese

3、FirDynamicViscoelasticBehaviorResponseJiangJialiLüJianxiong(KeyLaboratoryofWoodScienceandTechnologyofStateForestryAdministrationResearchInstituteofWoodIndustry，CAFBeijing100091)Abstract:Time-temperaturesuperpositionprinciple(TTSP)wasusedtoexaminedynamicviscoelasticpropertie

4、sofChineseFir(Cunninghamialanceolata)woodatanextremelylowmoisturecontent(0.6%)．Storagemodulusandlossfactordatawereobtainedatdifferentconstanttemperaturesrangingfrom25℃to150℃infrequencymultiplexingexperiments(0.1－20Hz)．Allviscoelasticcurvesatothertemperatureswereshiftedalong

5、thelog-frequencyaxistosuperimposethemonareferencetemperature(i．e．135℃inthisstudy)curve．Theextendedstoragemodulusandlossfactorisothermalmastercurveswereoverawiderangeoffrequency．TheshiftfactorsweredeterminedtobeafunctionoftemperatureandfittedintotheArrheniusequationwiththele

6、astsquaresmethod．TheresultsshowedthatthestoragemodulusdatawereexcellentlyfittedintotheArrheniusmodel，indicatingthevalidityofthemodeltocharacterizethedynamicstiffnessbehaviorofdrywoodintherangeof25－150℃usingtheTTSP．However，thetime-temperatureequivalencewasnotabletopredictthe

7、dampingproperties．Keywords:ChineseFir;dynamicviscoelasticproperties;time-temperaturesuperpositionprinciple;Arrheniusmodel木材力学性能的多数试验都是基于其在短时间木材的时温等效性是指木材在较高温度、较短外力作用下的应变响应，如力学强度测定、蠕变测时间内的力学性质和力学行为与其在较低温度、较定、应力松弛测定和动态力学分析等。然而，在实际长时间内的力学性质和力学行为等效，即通过对木应用中，材料往往处在长期的外力作用下，因此其在材

8、的时间和温度尺度的相关变化，达到其力学性质长期外力作用下的力学响应更具现实意义。研究木和力学行为的等效性，因而可以方便地在短时间内材在一定温度条件下的动态力学性质和