木材力學(xué)性質(zhì)的測(cè)定(一)

1、word文檔可自由復(fù)制編輯實(shí)驗(yàn)十木材力學(xué)性質(zhì)的測(cè)定(一)一、目的與要求掌握測(cè)定木材強(qiáng)度的方法、試驗(yàn)結(jié)果的計(jì)算并熟悉木材力學(xué)試驗(yàn)機(jī)的構(gòu)造、性能、操作方法及注意事項(xiàng)。二、儀器與設(shè)備萬能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)(四噸)、游標(biāo)卡尺、天平、秒表、千分表等。三、試驗(yàn)機(jī)的構(gòu)造和原理試驗(yàn)機(jī)的基本構(gòu)造試驗(yàn)機(jī)的類型很多，其中油壓式較為普遍，油壓試驗(yàn)機(jī)的具體構(gòu)造雖因各制造工廠的不同而有所差異，但其基本結(jié)構(gòu)卻大同小異。我院木材力學(xué)試驗(yàn)室所用的試驗(yàn)機(jī)是日本島津制作所出產(chǎn)的阿姆期拉(Amsler)四噸萬能試驗(yàn)機(jī)。所謂萬能試驗(yàn)機(jī)是對(duì)壓力試驗(yàn)機(jī)、沖擊試驗(yàn)機(jī)等單一動(dòng)作和性能的試驗(yàn)機(jī)的相對(duì)說法。一般的萬能試驗(yàn)機(jī)，可以進(jìn)行木材的壓縮(compr

2、ession)、拉伸(tension)、剪切(shearing)、靜曲(bending)、劈開(cleavage)和沖擊(toughness)、硬度(hardness)等試驗(yàn)，但不能進(jìn)行扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)。本試驗(yàn)機(jī)的構(gòu)造可以分為兩個(gè)最主要的部分。試驗(yàn)部分和測(cè)力部分，前者是試驗(yàn)機(jī)的基本部分，這兩部分以三根油管相聯(lián)而構(gòu)成試驗(yàn)機(jī)的整體。試驗(yàn)部分又可以分為測(cè)力裝置相聯(lián)的部分和與測(cè)力裝置無關(guān)的獨(dú)立的附屬部分，前者包括壓縮、拉伸、剪切、靜曲、劈開和硬度等靜力試驗(yàn)部分，后者為沖擊的動(dòng)力試驗(yàn)部分。靜力試驗(yàn)部分是由油缸和活塞、吊床、吊桿、握緊器(或稱夾頭)等主要部分所構(gòu)成。吊床上附有兩個(gè)可以移動(dòng)的支點(diǎn)，其最大距離為400

3、mm,可供小梁靜力彎曲試驗(yàn)之用，一般常用的小梁跨度為240mm,吊床上可以安裝裝卸靈活的壓盤(下壓盤)直徑80mm,高40.5mm,并附有球座。另一個(gè)壓盤是裝于機(jī)架上也是可認(rèn)裝卸的。壓盤間的活動(dòng)最大距離為200mm?？晒嚎s、剪切、硬度等試驗(yàn)之用。握緊器(夾頭)有上下兩個(gè)，上握緊器附于吊床下方，隨吊床上升下降而移動(dòng)，下握緊器系裝于機(jī)座上可用螺桿操縱調(diào)節(jié)升降，其行程約為370mm。握緊器上安裝拉伸、劈開等試驗(yàn)零件，可以進(jìn)行順位、橫拉和劈開等試驗(yàn)。動(dòng)力試驗(yàn)部分是由擺錘、試件安裝臺(tái)和能量測(cè)定標(biāo)尺等幾部分組成。擺捶的重量約為13.8公斤，擺桿長(zhǎng)度(即自軸心至沖擊點(diǎn)的距離)為600mm，擺的角度約為15

4、0,擺捶刃尖半徑為15mm,安裝試驗(yàn)臺(tái)上支點(diǎn)間的距離為240mm。能量標(biāo)尺為附于擺側(cè)的豎式標(biāo)尺，其單位為公斤米，試件被沖斷所吸收的能量可以從標(biāo)尺上直接讀出。測(cè)力部分是由油泵、電動(dòng)機(jī)和測(cè)力油缸及測(cè)力度盤、螺桿、擺桿、擺錘等主要部分構(gòu)成。油泵為豎式島津型滑動(dòng)活塞泵。1電動(dòng)機(jī)為200V、-hp三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。測(cè)力油缸具有小型活塞反映油壓的大小。測(cè)力度盤出有四個(gè)：4000公斤每格10公斤、2000公斤每格5公斤。800公斤每格2公斤、400公斤每格1公斤。擺桿有A、B兩種長(zhǎng)度，A是適合400公斤的，B是適合800公斤，另有一擺錘兩只，C-B為2000公斤，C+B+D是適于4000公斤。附：油路系統(tǒng)示意

5、圖（二）試驗(yàn)機(jī)的工作原理：電動(dòng)機(jī)通電后開始運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)打開進(jìn)油閥時(shí)，油泵即將油箱內(nèi)的油經(jīng)過進(jìn)油缸并推動(dòng)活塞，推動(dòng)活塞之力傳至吊桿將吊床升起再達(dá)于試件，試件的抵抗力經(jīng)壓盤或夾具又傳至機(jī)體的支柱和基座。由于油缸活塞是經(jīng)過精密磨光并與油缸內(nèi)壁高度密合的，因而摩擦力微小。試件上所承受的力經(jīng)過油的傳遞作用傳至測(cè)力油缸并推動(dòng)該油塞安全褲管油珞系茨示逢斟油缸內(nèi)之活塞而將拉桿向下推動(dòng)，此拉桿與連接擺桿、擺錘之曲柄連桿構(gòu)成相連；遂使擺桿、擺錘發(fā)生向上翹起之運(yùn)動(dòng)，同時(shí)使連接測(cè)力度盤指針之螺桿產(chǎn)生水平移動(dòng)，此螺桿又帶動(dòng)指針轉(zhuǎn)動(dòng)，于是便可由度盤上之刻度直接讀出其所隨這載荷（外力）。（三）試驗(yàn)方法及步驟1、選擇適當(dāng)?shù)妮d荷量

6、，根據(jù)試驗(yàn)種類和材料的一般最大載荷量，確定擺桿長(zhǎng)度和擺錘以及與之相應(yīng)的測(cè)力度盤。2、根據(jù)試驗(yàn)種類，將試件準(zhǔn)確地安裝于附件中。3、校正測(cè)力度盤上指針的零點(diǎn)：度盤上有兩個(gè)指針，一為主動(dòng)針，與度盤后之螺桿相接，直接反映受力之大小。另一指針為從動(dòng)針，隨主動(dòng)針而移動(dòng)，其作用是當(dāng)主動(dòng)針回零后仍指原來之最大荷重，便于工作人員準(zhǔn)確地讀出荷重之讀數(shù)。校正指針時(shí)先啟開進(jìn)油閥將油送入油缸，使活塞稍許上升，然后轉(zhuǎn)動(dòng)度盤后之螺桿使主動(dòng)針準(zhǔn)確對(duì)零。從動(dòng)針用手直接撥動(dòng)使之與主動(dòng)針靠攏即可。（注意：主動(dòng)針對(duì)零應(yīng)調(diào)節(jié)螺桿，切勿用手直接撥動(dòng)）。4、開始試驗(yàn)時(shí)先關(guān)閉回油閥，打開進(jìn)油閥，使油徐徐進(jìn)入油缸而推動(dòng)活塞工作。當(dāng)試件即將受力

7、時(shí)，務(wù)使加油速度減慢，以保證試驗(yàn)在規(guī)定之加荷速度下進(jìn)行，并保證安全操作，以免損傷機(jī)件。5、試驗(yàn)完畢后，關(guān)閉進(jìn)油閥，打開回油閥，使油徐徐回流至油箱，各部件（附件）恢復(fù)原位，掀動(dòng)斷電按鈕。6、由測(cè)力度盤上從動(dòng)針?biāo)赋鲋恢米x出荷重，記錄于表中。四、木材順紋抗壓強(qiáng)度的測(cè)定木材順紋抗壓強(qiáng)度（compressivestrengthparalleltograinofwood）,是指木材沿紋理方向承受壓力荷載的最大能力。（一）試樣1、試樣尺寸為20X20X30毫米，其長(zhǎng)軸與木材紋理相平行。（二）試驗(yàn)步驟2、試驗(yàn)前用卡尺測(cè)量試驗(yàn)厚度a及寬度b，準(zhǔn)確至0.1毫米。3、將試樣放在試驗(yàn)機(jī)壓頭的中心位置，以每分鐘40

8、00公斤20%的速度均勻加荷，直到試樣破壞，試驗(yàn)機(jī)指針明顯地退回為止，記錄最大載荷。4、破壞后的試樣，立即按（木材含水率測(cè)定方法）的規(guī)定，測(cè)定整個(gè)試樣的含水率。（三）結(jié)果計(jì)算5、試樣含水率為W%的木材順紋抗壓強(qiáng)度（5w）,按下式計(jì)算，標(biāo)準(zhǔn)至1公斤/厘米3&w=-ab式中：p試樣最大荷載，公斤。a試樣厚度，厘米。b試樣寬度，厘米。6、順紋抗壓強(qiáng)度（&w）按下式換算為含水率12%時(shí)的強(qiáng)度（612），準(zhǔn)確至1公斤/cm3。6=6w1+0.05（w-12）12五、木材順紋抗剪強(qiáng)度的測(cè)定木材順紋抗剪強(qiáng)度（shearingstrengthparalleltograintowood），是指木材沿紋理方向抵抗

9、剪力的最大能力：附表：木材順紋抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)記錄表樹種：產(chǎn)地：試驗(yàn)室溫度：試驗(yàn)室相對(duì)濕度：%；加荷速度：公斤/每分鐘試樣編號(hào)試樣尺寸（cm）受壓面積（c叫）最大荷載（kg）試樣重（g）含水率（%）順紋抗壓強(qiáng)度kg/cm2備注寬度厚度試驗(yàn)時(shí)烘干后試驗(yàn)時(shí)含水率12%時(shí)年月日試驗(yàn)人：記錄人：計(jì)算人：（一）試樣1、試樣形狀及尺寸如圖1。試樣制作，應(yīng)使受剪面為正確的弦面或徑面。2、試樣所有尺寸允許誤差，不得超過0.5毫米，試樣缺角部分角度的精度，應(yīng)嚴(yán)格控制，必須用角度為10642的角規(guī)檢查。（二）試驗(yàn)步驟3、用卡尺測(cè)量試樣受剪面的寬度b和長(zhǎng)度L,準(zhǔn)確0.1至毫米。4、將試樣裝入試驗(yàn)用附件的斜L形墊塊3上（

10、見圖2）,調(diào)整螺桿4和5,使試樣頂端和I面上部，貼緊附件土培凹角的相鄰兩側(cè)面，至試樣不動(dòng)為止。再將壓塊6置于試樣面II上，并使其側(cè)面緊靠附件的主體。弦面試樣徑面試驗(yàn)圖1順紋抗剪試樣圖2順紋抗剪試驗(yàn)裝置1.附件主體2.楔塊3.L形墊塊4，5.螺桿6.壓塊7.試樣8.圓頭螺釘5、將裝好試樣的附件放在試驗(yàn)機(jī)上，使壓塊6的中心對(duì)準(zhǔn)試驗(yàn)機(jī)上壓頭號(hào)的中心位置，以每分鐘1500公斤20%的速度均勻加荷，直至試樣破壞為止。記錄最大荷載。6、將試驗(yàn)破壞后的小塊部分，立即按（木材含水率測(cè)定方法）的規(guī)定，測(cè)定試樣的含水率。（三）結(jié)果計(jì)算7、試樣含水率為W%時(shí)的弦面或徑面順紋抗剪強(qiáng)度（TW）,按下式計(jì)算，準(zhǔn)確至1kg

11、/cm2。p-COS0Tw=b-L式中：p試樣最大荷載，公斤；6加荷方向與順紋方向之間的夾角（1642）。b試樣寬度，厘米。L試樣受剪面長(zhǎng)度，厘米。Cos6為常數(shù)（0.9578），當(dāng)b和L在一定范圍變化時(shí)上式可以簡(jiǎn)化為：LW=pK式中：K=co翌b.LK值由表1查得。8、順紋抗強(qiáng)度（TW），按下式換算為含水率12%時(shí)的強(qiáng)度（T1），準(zhǔn)確至1公斤/厘米2。TW=TW+0.03（W-12）木材順紋抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)記錄表樹種：產(chǎn)地：試驗(yàn)室溫度C試驗(yàn)室相對(duì)濕度加荷速度：公斤/每分鐘試樣編試樣受剪面尺寸(cm)受剪面積(cm2)試樣重(g)含水率(%)最大(k荷載g)弦面抗剪強(qiáng)度(kg/cm2)寬度長(zhǎng)度試驗(yàn)

12、時(shí)烘干后弦面徑面試驗(yàn)時(shí)含水率12%時(shí)年月日測(cè)定人：記錄人：計(jì)算人word文檔可自由復(fù)制編輯表1順紋抗剪強(qiáng)度計(jì)算系數(shù)K值表1.951.91.971.981.992.002.012.450.2000.1990.1980.1970.1960.1950.1942.460.2000.1980.1970.1960.1950.1940.1932.470.1990.1980.1970.1960.1950.1940.1932.480.1980.1970.1960.1950.1940.1930.1922.490.1970.1960.1950.1940.1930.1920.1912.500.1960.1950.1940.1930.1930.1920.1912.510.1960.1950.1