運(yùn)動(dòng)木地板板材的力學(xué)性質(zhì)分析

發(fā)布時(shí)間:2014-11-13 9:55:45 立即免費(fèi)獲取樣品 立即免費(fèi)獲取樣品

1. 運(yùn)動(dòng)木地板抗壓強(qiáng)度
木材受到外界壓力時(shí),抵抗壓縮變形破壞的能力,稱為抗壓強(qiáng)度。其單位為Pa。通常分為順紋與橫紋兩種抗壓強(qiáng)度。
(1) 順紋抗壓強(qiáng)度,外部機(jī)械力與木材纖維方向平行時(shí)的抗壓強(qiáng)度,稱為順紋抗壓強(qiáng)度。由于順紋抗壓強(qiáng)度變化小,容易測(cè)定,所以常以順紋抗壓強(qiáng)度來(lái)表示木材的力學(xué)性質(zhì)。一般木材順紋可承受(30~79)*106Pa的壓力。其計(jì)算公式如下:Dw=P/ab式中Dw——含水率為W%時(shí),木材的順紋抗壓強(qiáng)度(Pa),P____試樣更大載荷(N),a,b___試樣的厚度和寬度(M)
(2) 橫紋抗壓強(qiáng)度:外部機(jī)械力與木材纖維方向互相垂直時(shí)的抗壓強(qiáng)度,稱為橫紋抗壓強(qiáng)度。
由于木材主要是由許多管狀細(xì)胞組成,當(dāng)木材橫紋受壓時(shí),這些管狀細(xì)胞很容易被壓扁。所以木材的橫紋抗壓極限強(qiáng)度比順紋抗壓極限強(qiáng)度低。但是,橫紋受壓的面積往往較大,所以破壞時(shí)的載荷也相應(yīng)大些,其公式如下:dw=P/ab式中Dw——含水率為W%時(shí),木材的橫紋抗壓強(qiáng)度(Pa),P____試樣更大載荷(N),a,b___試樣的厚度和寬度(M)由于橫紋壓力測(cè)試較困難,所以我們常以順紋抗壓強(qiáng)度的百分比來(lái)估計(jì)橫紋抗壓強(qiáng)度。但樹(shù)種不同,比例也不同。一般針葉樹(shù)材橫紋抗壓極限強(qiáng)度為順紋的10%,闊葉樹(shù)材的橫紋抗壓極限強(qiáng)度為順紋的15~20%。
2 運(yùn)動(dòng)木地板抗拉強(qiáng)度
木材受外加拉力時(shí),抵抗拉伸變形破壞的能力,稱為抗拉強(qiáng)度。它分為順紋和橫紋兩種抗拉強(qiáng)度。
(1) 順紋抗拉強(qiáng)度;即外部機(jī)械拉力與木材纖維方向相互平行時(shí)的抗拉強(qiáng)度。木材的順紋抗拉強(qiáng)度是所有強(qiáng)度中更大的,各種樹(shù)種平均為117.6*106Pa
(2) 橫紋抗拉強(qiáng)度:即外部機(jī)械拉力與木材纖維方向相互垂直時(shí)的抗拉強(qiáng)度。木材的順紋抗拉強(qiáng)度。木材橫紋抗拉極限強(qiáng)度遠(yuǎn)較順紋抗拉極限強(qiáng)度低,一般只有順紋抗拉強(qiáng)度的1/10~1/40。這是因?yàn)槟静睦w維這間橫向聯(lián)系脆弱,容易被拉開(kāi)。因此,家具結(jié)構(gòu)上應(yīng)避免產(chǎn)生橫紋拉力
3 運(yùn)動(dòng)木地板抗剪強(qiáng)度
使木材的相鄰兩部分產(chǎn)生相對(duì)位移的外力,稱為剪力。木材抵抗剪力破壞的能力,稱為抗剪強(qiáng)度。由于剪力的作用方向不同,故可將其分為順紋剪切,橫紋剪切和截紋切斷三種。
木材的抗剪強(qiáng)度也可以相應(yīng)地分為:順紋剪切強(qiáng)度,橫紋剪切強(qiáng)度和截紋切斷強(qiáng)度三種。
(1) 順紋抗剪強(qiáng)度:剪力方向和剪切平面均與木材纖維方向平行時(shí)的抗剪強(qiáng)度,叫做順紋抗剪強(qiáng)度。木材在順紋剪切時(shí),絕大部分纖維本身不被破壞,僅破壞受剪面上的纖維聯(lián)結(jié)部分。所以,木材的順紋抗剪強(qiáng)度小,一般只有順紋抗壓強(qiáng)度的15~30%。若木材本身存在裂紋時(shí),則抗剪強(qiáng)度就更低。相反,若受剪區(qū)有斜紋或節(jié)子等,反而可以增大抗剪強(qiáng)度。順紋抗剪極限強(qiáng)度計(jì)算公式如下:
Cw=P/ab式中Dw——含水率為W%時(shí),木材順紋抗剪極限強(qiáng)度(Pa),P____試樣更大載荷(N),a,b___試樣的厚度和寬度(M)(2) 橫紋抗剪強(qiáng)度:剪力方向和剪切平面均與木材纖維方向垂直,而剪切面與木材纖維方向平行時(shí)抗剪強(qiáng)度,叫做橫紋抗剪強(qiáng)度。木材的橫紋抗剪極限強(qiáng)度很低。只有順紋抗剪極限強(qiáng)度的一半左右。
(3) 截紋抗剪強(qiáng)度:剪力方向和剪切面都與木材纖維方向垂直時(shí)的抗剪強(qiáng)度。在抗剪強(qiáng)度中,材的截紋抗剪極限強(qiáng)度更大,約為順紋抗剪極限強(qiáng)度的3倍。
在實(shí)際應(yīng)用中,很少出現(xiàn)純粹的截紋剪斷情況。在橫紋剪切的情況中,也常是木材先受壓變形,然后才發(fā)生錯(cuò)動(dòng)。所以,計(jì)算橫紋抗剪強(qiáng)度的實(shí)際意義不大。我們通常說(shuō)的木材的抗剪強(qiáng)度是指木材的順紋抗剪強(qiáng)度。
4 運(yùn)動(dòng)木地板靜力抗彎強(qiáng)度
有一定跨度的木材,受到垂直于木材纖維方向的外力作用時(shí)后,會(huì)產(chǎn)生彎曲變形。木材抵抗上述彎曲變形破壞的能力,稱為木材的抗變強(qiáng)度。如果外力的施加速度是緩慢,均勻的,則可稱之為靜力。我們把在靜力作用下木材的抗彎極限強(qiáng)度稱為木材的靜力彎曲極限強(qiáng)度。其計(jì)算公式

如下:Bw=3Pl/bh2式中Bw——含水率為W%時(shí),靜力彎曲極限強(qiáng)度(Pa)P——試樣更大載荷(N)L——支座間跨距(m)b——試樣高度(m)靜力彎曲與順紋抗壓一樣,是木材力學(xué)性質(zhì)中極其重要的一種強(qiáng)度指標(biāo)。我們把木材的靜曲極限強(qiáng)度與順紋抗壓極限強(qiáng)度兩者之和稱為木材的力學(xué)特性。木材的力學(xué)特性可分為三等:弱:<110*106 Pa中:<(110~170)*106 Pa強(qiáng): >170*106 Pa
5 運(yùn)動(dòng)木地板硬度
木材的硬度是指木材抵抗其他剛體壓入的能力,單位是N/m2或Pa木材硬度的大小與木材的切削,磨損等有密切關(guān)系。硬度大的木材耐磨,但不易刨削,鋸削。所以加工堅(jiān)硬的木材時(shí),必須選擇適宜的刀具和切削速度。
同一塊木材,其硬度是端面更大,弦面次之,徑面更小,實(shí)際上徑面和弦面相差不大,在生產(chǎn)中也沒(méi)有大的區(qū)分。根據(jù)木材端面硬度的大小,木材的軟硬程度可分為六級(jí):甚軟:20*106 Pa軟:(20~35)*106 Pa略軟:(35~50)*106 Pa略硬:(50~65)*106 Pa硬:(65~100)*106 Pa甚硬:(>100)*106Pa
6 運(yùn)動(dòng)木地板的許用應(yīng)力和安全系數(shù)
木材的強(qiáng)度是以木材的極限強(qiáng)度來(lái)表示的,其意義是:當(dāng)外力達(dá)到此值時(shí),木材就會(huì)被破壞。同時(shí),木材極限強(qiáng)度的測(cè)定是在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行的,采用小而無(wú)疵病的標(biāo)準(zhǔn)試件在一定的靜力條件下求得。但是,在實(shí)際應(yīng)用中,必須考慮各種附加因素的影響。所以,極限強(qiáng)度的數(shù)值不能直接作為設(shè)計(jì)工作的依據(jù),而要打上一個(gè)綜合了各方面因素的折扣,才能用于實(shí)用計(jì)算。這個(gè)所打折扣的數(shù)值叫做安全系數(shù),用K表示。把木材的極限強(qiáng)度除以安全系數(shù),得到的數(shù)值我們稱為木材的許用應(yīng)力,用〔a〕表示?!瞐〕是進(jìn)行設(shè)計(jì)工作,實(shí)用計(jì)算的依據(jù)。
關(guān)系式:許用應(yīng)力=極限強(qiáng)度/安全系數(shù)=Bw/K=〔a〕或安全系數(shù)=極限強(qiáng)度/安全系數(shù)=Bw/〔a〕=K
由于木材組織的不均勻性和各種缺陷,疵病及其他因素的影響,木材的安全系數(shù)要比金屬材料的安全系數(shù)大得多,一般取3.5~6。當(dāng)有了許用應(yīng)力〔a〕后,我們就可以對(duì)具體的家具結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度校核了。若研究對(duì)象截面上的實(shí)際應(yīng)力a小于許用應(yīng)力〔a〕,則說(shuō)明構(gòu)件安全,反之,如截面上的實(shí)際應(yīng)力a大于許用應(yīng)力〔a〕,則表示構(gòu)件不安全,在正常的使用中可能會(huì)被破壞。同樣,當(dāng)我們知道了更大外載荷Pmax及許用應(yīng)力〔a〕時(shí),我們也可以計(jì)算出某一構(gòu)件的截面積至少需要多大。