不同樹種地木材物理力學(xué)性能

1、實用文案不同樹種的木材物理力學(xué)性能不同樹種的木材物理力學(xué)性能包括：彈性、塑性、蠕變、 抗拉強度、抗壓強度、抗彎強度、 抗剪強度、沖擊韌性、 抗劈力、抗扭強度、硬度和耐磨性等。樹木是木材的原體，是由它本身生命生存與繁衍的整個 生長過程，積累了成為不同木材的物質(zhì)，直到生命自然終結(jié), 或被認為終結(jié)生命，而成為被利用的材料。樹木是木質(zhì)多年 生植物，通常把它分為喬木和灌木兩種。喬木是1. 3米以 上，只有一個直立主干的樹木；灌木是直立的、具有叢生莖 的樹木。我國現(xiàn)有木本植物約7000多種，屬喬木者約占1/3 以上，但是作為工業(yè)用材而供應(yīng)市場的只不過1000種，常 見的約300種。樹木是人類繁衍延續(xù)到今天

2、的必要條件。它靠空氣、水 和陽光存活，通過一系列化學(xué)反應(yīng)，形成樹木肢體的物理變 化，為人類營造出了天然的樂園?！疤肌笔切纬赡静奈锢砹A(chǔ)。樹木在生長發(fā)育過程 中，形成了高度發(fā)達的營養(yǎng)體。水分及營養(yǎng)液等流體的輸運 現(xiàn)象始終伴隨著樹木營養(yǎng)生長的生理過程。樹木由樹梢沿主 軸向上生長（高生長），也在土壤深處向下生長（根生長）， 中間的樹干部分沿著徑向生長。前一年形成的樹干部分到了 次年不會再進行高生長。標準文檔實用文案樹木從天上接受陽光的沐浴，到地下去尋覓水分，把 原料從樹根輸送到葉片。由葉子制造養(yǎng)分，將養(yǎng)分向下輸送, 供給樹木生長需要。這樣，樹木生長過程中，形成了非常協(xié) 調(diào)完備的水分及養(yǎng)分的輸送系統(tǒng)

3、。一株紅杉（美）樹高達112米，一株杏仁桉（奧）樹 竟高達156米，一株銀杏（中）樹齡達3000年，一株世界 爺（美）樹齡竟達7800年。那么對于如此高大、如此年久 的樹木，體內(nèi)各種物質(zhì)（水、礦物質(zhì)、可溶性碳水化合物和 激素等等）是它的最外層是樹皮（外皮），樹皮里邊一層是 韌皮部（也叫內(nèi)皮），經(jīng)它將營養(yǎng)液由葉部輸送到樹木的其 他部分（包括根在內(nèi)）。再向內(nèi)一層是形成層，它的細胞不 斷分裂，使樹木沿徑向生長而不斷加粗。再往里是邊材和心 材，即木質(zhì)部，木質(zhì)部中被叫做導(dǎo)管的細胞組織，它將樹液 輸送到莖和葉部。這個過程，就是水分將土壤中的碳分子和 空氣中的碳分子，經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)形成積累。壓力流動模型實驗證

4、明，樹木營養(yǎng)液的流動動力是流體 靜壓力。即凈生產(chǎn)細胞（如一片成熟葉）由于光合作用制造 大量糖而保持較高的溶質(zhì)濃度，水便通過滲透作用不斷進入 凈生產(chǎn)細胞，使胞內(nèi)的流體靜壓力增加，迫使營養(yǎng)液經(jīng)過胞 間連絲進入韌皮部。而凈消費細胞（可以是一個根細胞、一 個有代謝作用的細胞，或一個果實細胞）由于呼吸、生長和 儲藏保持著較低的溶質(zhì)濃度，胞內(nèi)流體靜壓力較低。這樣，標準文檔實用文案營養(yǎng)液便沿壓力梯度向下運輸?shù)礁俊ｍg度部轉(zhuǎn)移營養(yǎng)液的 最高速度在闊葉樹中是0. 40. 7米/小時，在針葉樹中是 0. 180. 2米/小時。對于一株30米高的松樹和楊樹，營 養(yǎng)液由樹冠輸送到樹根的最短時間分別為7天和1. 8天，

5、 而對于112米的紅杉來說約需20多天的時間。樹木所需的水分幾乎全部由根系（吸水器官）吸取，并 沿木質(zhì)部（從根部到葉部）向上長距離移動。那么，水分是 靠什么動力來提升的呢？研究結(jié)果表明，動力有兩種：一種 是根壓，另一種是蒸騰拉力。這兩種力，在積累過程中，轉(zhuǎn) 化成木材的力。木材力學(xué)是涉及木材在外力作用下的機械性質(zhì)或力學(xué)性 質(zhì)的科學(xué)，它是木材學(xué)的一個重要組成部分。木材力學(xué)性質(zhì) 是度量木材抵抗外力的能力，研究木材應(yīng)力與變形有關(guān)的性 質(zhì)及影響因素。木材作為一種非均質(zhì)的、各向異性的天然高分子材料，許 多性質(zhì)都有別于其它材料，而其力學(xué)性質(zhì)和更是與其它均質(zhì) 材料有著明顯的差異。例如，木材所有力學(xué)性質(zhì)指標參數(shù)

6、因 其含水率（纖維飽和點以下）的變化而產(chǎn)生很大程度的改變； 木材會表現(xiàn)出介于彈性體和非彈性體之間的黏彈性，會發(fā)生 蠕變現(xiàn)象，并且其力學(xué)性質(zhì)還會受荷載時間和環(huán)境條件的影 響。木材力學(xué)性質(zhì)包括應(yīng)力與應(yīng)變、彈性、黏彈性（塑性、蠕標準文檔實用文案變）、強度（抗拉強度、抗壓強度、抗彎強度、抗剪強度、 扭曲強度、沖擊韌性等）、硬度、抗劈力以及耐磨耗性等。.木材受到外壓力時，能抵抗外力壓縮變形破壞的能力， 稱為抗壓強度.當外部的壓力與木材纖維方向平行時的抗壓 強度被稱為順紋抗壓強度.木材順紋抗壓強度是指木材沿紋 理方向承受壓力荷載的最大能力，主要用于誘導(dǎo)結(jié)構(gòu)材和建 筑材的樺接合類似用途的容許工作應(yīng)力計算和柱

7、材的選擇 等，如木結(jié)構(gòu)支柱、礦柱和家具中的腿構(gòu)件所承受的壓力。.木材的順紋抗拉強度，是指木材沿紋理方向承受拉力 荷載的最大能力。木材的順紋抗拉強度較大，各種木材平均 約為117.7-147.1MPa，為順紋抗壓強度的2-3倍。木材在使 用中很少出現(xiàn)因被拉斷而破壞。木材順紋拉伸破壞主要是縱 向撕裂粗微纖絲和微纖絲間的剪切。微纖絲縱向的C-C、C-O 鍵結(jié)合非常牢固，所以順拉破壞時的變形很小，通常應(yīng)變值 小于1 %3%,而強度值卻很高。.木材密度是決定木材強度和剛度的物質(zhì)基礎(chǔ)，是判斷 木材強度的最佳指標。密度增大，木材強度和剛性增高；密 度增大，木材的彈性模量呈線性增高；密度增大，木材韌性 也成比

8、例地增長。在通常的情況下，除去木材內(nèi)含物，如樹 脂、樹膠等，密度大的木材，其強度高，木材強度與木材密 度二者存在著下列指數(shù)關(guān)系方程：o=Kpn,式中：0 木 材強度；p木材密度；K和n常數(shù)，隨強度的性質(zhì)標準文檔實用文案而不同。.木材抗彎強度是指木材承受逐漸施加彎曲荷載的最 大能力，可以用曲率半徑的大小來度量。它與樹種、樹齡、 部位、含水率和溫度等有關(guān)。木材抗彎強度亦稱靜曲強度， 或彎曲強度，是重要的木材力學(xué)性質(zhì)之一，主要用于家具中 各種柜體的橫梁、建筑物的桁架、地板和橋梁等易于彎曲構(gòu) 件的設(shè)計。靜力荷載下，木材彎曲特性主要決定于順紋抗拉 和順紋抗壓強度之間的差異。因為木材承受靜力抗彎荷載 時，

9、常常因為壓縮而破壞，并因拉伸而產(chǎn)生明顯的損傷。對 于抗彎強度來說，控制著木材抗彎比例極限的是順紋抗壓比 例極限時的應(yīng)力，而不是順紋抗拉比例極限時應(yīng)力。.木材抵抗剪切應(yīng)力的最大能力，稱為抗剪強度。木材 抗剪強度視外力作用于木材紋理的方向，分為順紋抗剪強度 和橫紋抗剪強度。在實際應(yīng)用中發(fā)生橫紋剪切的現(xiàn)象不僅罕 見，而且橫紋剪切總是要橫向壓壞纖維產(chǎn)生拉伸作用而并非 單純的橫紋剪切，因此通常不作為材性指標進行測定。木材 的橫紋抗剪強度為順紋抗剪強度的34倍。木材的順紋抗 剪強度視木材受剪面的不同，分為弦面抗剪強度和徑面抗剪 強度，如圖。剪切面平行于年輪的弦面剪切，其破壞常出現(xiàn) 于早材部分，在早材和晚材

10、交界處滑行，破壞表面較光滑， 但略有起伏，面上帶有細絲狀木毛。剪切面垂直于年輪的徑 面，剪切破壞時，其表面較為粗糙，不均勻而無明顯木毛。標準文檔實用文案在擴大鏡下，早材的一些星散區(qū)域上帶有細木毛。常用木材物理力學(xué)性能物理力學(xué)指標分級標準表1物理力學(xué)指標分級標準分級基本 密度 / （g/cm3）氣 干 密 度/(g /cm 3)干縮度/% （生材一氣干）順紋 抗壓 強度 /MPa抗彎 強度 /MPa抗 彎 彈 性 模 量 /GPa順紋 抗剪 強度 /MPa端面硬度/N徑向弦向材 全 干材 氣 干材 全 干材 氣 干1WW 0.3 5VVVVWWWW6.5W250 0I0.33.02.05.03.

11、02.954.07.40.310.3_6.6 9257I0.4513.02.05.03.044.88.100 4.5I0.54.05500.3000I0.46 _0.5. .6 1401I514.05.02.53.06.58.04.05.059.1184-106.602.0I.750.03.25000.61 0.70.759.1 73.118.11413.3-1651I V515.03.08.05.012.10150.96.002.06.215.000050V20.7520.96.073.0210050300表2國內(nèi)常用樹種物理力學(xué)性能樹種試驗 時含 水率 /%氣干密 度/(

12、g/cm3 )干縮率/%（生材一氣 干）順紋 抗壓 強度 /MPa抗彎 強度 /MPa抗彎 彈性 模量 /GPa順紋 抗剪 強度 /MPa端面硬度/N徑向弦 向福建 柏15.0IIIIIIIIIIIIIIII銀杏15.0IIIIIIIIIIIIIIIIIII冷杉15.0IIIIIVIIIIIIIII杉松 冷杉15.0IIIIIIIIIIIIII云南 油松15.0II,IIIIIIII,IVII,II III,I IIIIIIIII落葉 松15.0III, IVVIIIIIIIVIIIII四川 紅杉15.0IIIIIIVIIIIIIIIIII云杉15.0I,IIIIIIII,III,III,II

13、II濕地15.0IIIIIIIIIIIIIIIIIII標準文檔實用文案松紅松15.0IIIIIIIIIIIIIIIII廣東 松15.0IIIIIIIIIIIIIIIIIII馬尾 松15.0II,IIIII,I IIIVIIIIIIIIIII, III樟子 松15.0IIIIIIIIIIIIIIIII云南 松15.0IIIIVIVII,II III,I IIIIII, III鐵杉15.0IIIIIIIIIII,I IIIIIIIII1陸均 松15.0IIIIIIIIIIIIIIIIIIIVIII雞毛 松15.0IIIIIIIIIIIIIIIVIII杉木15.0IIIIIIIIIIIIIIII消極

14、 和15.0IIIIIIIIII械木15.0III,IVIIIIII, IVIII,I VIV, V刺楸15.0II,IIII,IIII,I IIII,II III, III江南 榿木15.0IIIIIIIIIII光皮 樺15.0IIIII,II IIII, IVIII,I VIII ,IV樹種試驗 時含 水率 /%氣干密 度/（g/cm3）干縮率/%（生材一氣 干）順紋 抗壓 強度 /MPa抗彎 強度 /MPa抗彎 彈性 模量 /GPa順紋 抗剪 強度 /MPa端面硬度/N徑向弦 向白樺15.0IIIII,II III,I IIII,II III, III秋楓15.0IIIII,II III

15、,I IIII,II IIV青岡15.0IVIII,I VIVVIV, V水青 岡15.0IVIIIIIIIVIII麻棟15.0IVIII,I VIII, IVIIIVIV白棟15.0IVIIIIII, IVIVV柞木15.0III,IVII,II IIII, IVIII,I VIV楓香15.0IIIII,II III.I IIII,II IIII山核15.0III,IVIIIIII,IIIIIV標準文檔實用文案桃IVV核桃15.0II,IIIII,II III,I IIIIIII楓楊15.0IIIIIIII香樟15.0II, IIIIIIIIIII鐵刀15.0IIIIIIIIIIIIIV黃檀

16、15.0IVIVIV,VIV,VV槐樹15.0III,IVII,II III,I IIII,II IIII ,IV鵝掌 楸15.0II,IIIIIIIIIIIII苦楝15.0II,IIIIIII,I IIIIII, III水曲 柳15.0IIIIIIIIIIII,I VIII小葉 楊15.0III,III,III,IIII山楊15.0III,III,IIIIII,I I擬赤 楊15.0III,IIIIIIII荷木15.0IIIIIIIIIIIIIII15.0VIV,VVVV樹種試驗 時含 水率 /%氣干密 度/（g/cm3）干縮率/%（生材一氣 干）順紋 抗壓 強度 /MPa抗彎 強度 /MP

17、a抗彎 彈性 模量 /GPa順紋 抗剪 強度 /MPa端面硬度/N徑向弦 向紫椴15.0IIIII,III,III青檀15.0IVIVIVIIIIV白榆15.0IIIIIIIII,II IIII櫸樹15.0IVIIIIVIIIIV2印尼 漆15.0IIII(I I)IIIIIIII人面 子15.0IIIIIIIIII,I IIIIIIII,I VII, III芒果15.0IIII,II III,I IIIII,I VIII,I VIV竹桃15.0IIIIIIIIII榴蓮15.0IIIIIIIIIII,II III,I IIII,II IIIVIII異翅 香15.0IIIIIIIII,II II

18、I,I IIIIII,II IIII杯裂 香15.0IV,VIII,I VIVVII,IVIV雙翅 龍腦15.0III,IVIII, VIII ,VIII,I VIIIIV,VI,IIIIII ,IV標準文檔實用文案香龍腦 香15.0IVIIIIIIVIVVIII,VIV低垂 坡壘15.0VIIII, IIIIII,I VIIIVIV,V漸尖 葉坡 壘15.0III,IVIII,I VIII, IVIIIVIV深紅 婆羅 雙15.0II,IIIIIIII,II III,I IIIIIIIIII淺紅 婆羅 雙15.0IIIIIIIIIIIIII,IIII黃婆 羅雙15.0IIIIIIIIIIII

19、III,II III白婆 羅雙15.0II,IIIIIIIII,II IIIII,IVII,II IIII樹種試驗 時含 水率 /%氣干密 度/（g/cm3 ）干縮率/%（生材一氣 干）順紋 抗壓 強度 /MPa抗彎 強度 /MPa抗彎 彈性 模量 /GPa順紋 抗剪 強度 /MPa端面硬度/N徑向弦 向平滑 婆羅 雙15.0VIIIIVVVVV吉索 婆羅 雙15.0IVIIIIVVVVIV青梅15.0IVIIII, IIIIVIVVIV石棟15.0IVIIIIIIIVVIV海棠 木15.0IIIVIVII,II IIIIII,II IIVIV鐵力 木15.0VVVVVV坤甸 鐵木15.0VI

20、VIV,VVIII,VIV濕地 木姜 子15.0IVIVIVIVIVIVI,III鐵刀 木15.0III,IVIIIIII, IVIIIIV黑黃 檀15.0IV,VIVIV,VIIIV寬葉 黃檀15.0IVIIIIVIVIVIIIIV花黃 檀15.0VVV格木15.0IV,VVIV,V標準文檔實用文案伯利 印茄15.0IVIIIIIIIIIVIV大甘 巴豆15.0IVIIIIVIVVVIV馬來 甘巴 豆15.0IVIIIIIVIVVIVIV印度 紫檀15.0IIIIIIIIIIIIIVIII3大花 米仔 蘭15.0IIIIVIVIIIII,I IIIVII樹種試驗 時含 水率 /%氣干密 度/

21、（g/cm3 ）干縮率/%（生材一氣 干）順紋 抗壓 強度 /MPa抗彎 強度 /MPa抗彎 彈性 模量 /GPa順紋 抗剪 強度 /MPa端面硬度/N徑向弦 向肉豆 蔻15.0II,IIIIIIIIIIIIIIIIIII羽葉 番龍 眼15.0IIIIVIIIIIIIVIV子京 木15.0VIIIIVVVVV硬椴15.0III,IVIIIIIIII,I VIII, IVIIIVIIIVIII ,V15.0II,IIIII,II IIIIIIIIII柚木15.0II,IIIIIIIII,II IIIIIIIIIIIII南美 蟻木15.0VVIVVVV輕木15.0IIIIIIII巴西 黑檀15.0IVIVIVIII奧克 欖15.0IIIII