木材动态黏弹性的温度、时间与频率响应机理研究.pdf

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1、木材动态黏弹性的温度、时间与频率响应机理研究蒋佳荔2009届博士中国林业科学研究院万方数据分类号密级UDC学位论文木材动态黏弹性的温度、时间与频率响应机理研究ResponseMechanismofTemperature,TimeandFrequencyonDynamicViscoelasticPropertiesofWood蒋佳荔指导教师姓名吕建雄研究员申请学位级别工学博士专业名称木材科学与技术研究方向木材流变学论文提交日期2009年6月论文答辩日期2009年7月学位授予日期2009年7月答辩委员会主席评阅人北京·中国林业科学研究院万方数据学位论文木材动态黏弹性的温度、时间

2、与频率响应机理研究学位论文作者蒋佳荔指导教师姓名吕建雄研究员申请学位级别工学博士专业名称木材科学与技术研究方向木材流变学论文答辩日期2009年7月中国·北京万方数据DissertationfortheDegreeResponseMechanismofTemperature,TimeandFrequencyonDynamicViscoelasticPropertiesofWoodCandidate:JiangJialiSupervisor:Prof.LuJianxiongAcademicDegreeAppliedfor:EngineeringDoctorSpeciality:

3、WoodScienceandTechnologyDateofDefence:July3,2009Degree-Conferring-Institution:ChineseAcademyofForestry万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得本研究生培养单位或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版

4、权使用授权书本学位论文作者完全了解中国林业科学研究院有关保留、使用学位论文的规定，中国林业科学研究院有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权中国林业科学研究院可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：导师签名：年月日年月日学位论文作者毕业联系方式工作单位：联系电话：电子邮件：通讯地址、邮编：万方数据摘要为深入探讨木材动态黏弹特性，以期为人工林木材高效合理的干燥技术、加工技术以及高性能、高附加值材料的制备与应用提

5、供理论依据和科学指导。本研究采用杉木（Cunninghamialanceolata[Lamb.]Hook.）人工林木材作为试验材料，系统研究了温度-时间-频率作用下木材动态黏弹性的响应机理。本论文包括4个部分的研究内容：①通过测定不同温度下木材线性黏弹区域的临界应变值，得到临界应变值随温度和测量频率变化的信息，并以此作为动态黏弹性能测试参数的选择依据。②通过测定木材在轴向、径向和弦向上的动态黏弹性，考察了木材动态黏弹性的各向异性行为。③系统讨论并分析了木材贮存模量、损耗模量与损耗因子的温度谱、时间谱和频率谱。其中，通过测定动态黏弹性能温度谱，获取木材力学状态与松弛转变行为方

6、面的相关信息。对3种干燥材的动态黏弹行为进行考察，探讨了不同干燥历程对木材结构与性能的影响及其机理；通过测定木材动态黏弹性能时间谱，得到木材的力学状态与松弛转变行为在热作用过程中的经时变化规律；通过测定木材动态黏弹性能频率谱，得到木材的动态刚度与阻尼性质随温度、测量频率的变化情况，并探讨了经历温度急剧变化后木材的动态黏弹行为。④验证并分析了木材时-温等效原理的适用性，通过合成贮存模量和损耗因子主曲线、对水平移动因子与温度的关系曲线进行WLF与Arrhenius模型拟合，讨论了时-温等效原理描述木材动态刚度与阻尼性能的适用性。本论文的主要研究结论归纳如下：1.在-120~22

7、0℃范围内的不同恒定温度水平下，木材线性黏弹区域的临界应变值为0.03%~0.19%，临界应变值随温度的升高呈现出减小的变化趋势。在-80、-20、40、120和220℃时，临界应变值的降幅明显增大。临界应变值对温度的响应规律与木材的力学松弛过程有关，且随测量频率的增加而略有减小。2.木材轴向试样的贮存模量显著高于横向试样的贮存模量，其中，弦向试样的贮存模量最低。木材轴向、径向和弦向试样出现相似的力学松弛过程，力学损耗峰温度存在明显差异。木材轴向试样的刚度高，但其松弛过程的损耗峰温度却低于刚度较低的横向试样的损耗峰