文档介绍：第8章木材的力学性质
主要介绍:
木材力学性质的基本概念、木材的应力—应变关系
木材的正交异向弹性、木材的黏弹性、木材的塑性
木材的强度与破坏、单轴应力下木材的变形与破坏特点
基本的木材力学性能指标
影响木材力学性质的主要因素等
目录
应力与应变
木材的粘弹性
木材的强度、韧性与破坏
木材主要力学性能指标
影响木材力学性质的主要因素
木材的容许应力
弹性与木材的正交异向弹性
应力与应变的概念
应力:指物体在外力作用下单位面积上的内力。
应变:外力作用下,物体单位长度上的尺寸或形状的变化。
顺纹理加压与顺纹理剪切
压缩应力和拉伸应力:把短柱材受压或受拉状态下产生的正应力。
剪应力:当作用于物体的一对力或作用力与反作用力不在同一条作用线上,而使物体产生平行于应力作用面方向被剪切的应力。
应力与应变的关系
应力—应变曲线
应力—应变曲线:表示应力与应变的关系曲线。
曲线的终点M表示物体的破坏点。
a
b
应力-应变曲线(模式图)
比例极限与永久变形
比例极限应力:直线部分的上端点P对应的应力。
比例极限应变:直线部分的上端点P对应的应变。
。
塑性应变(永久应变):应力超过弹性限度,这时如果除去应力,应变不
会完全回复,其中一部分会永久残留。
a
b
应力-应变曲线(模式图)
破坏应力与破坏应变
破坏应力、极限强度:应力在M点达到最大值,物体
产生破坏(σM)。
破坏应变:M点对应的应变(ε M ) 。
a
b
应力-应变曲线(模式图)
屈服应力
当应力值超过弹性限度值并保持基本上一定,而应变急剧增大,这种现象叫屈服,而应变突然转为急剧增大的转变点处的应力叫屈服应力(σY)。
木材应力与应变的关系
木材的应力与应变的关系属于既有弹性又有塑性的材料——黏弹性材料。在较小应力和较短时间的条件下,木材的性能十分接近于弹性材料;反之,则近似于黏弹性材料。
弹性与木材的正交异向弹性
弹性与弹性常数
弹性
弹性:应力解除后即产生应变完全回复的性质。
弹性常数
(1) 弹性模量和柔量
弹性模量( E ):物体产生单位应变所需要的应力,它表征材料抵抗变形能力的大小,E=应力/应变
物体的弹性模量值愈大,在外力作用下愈不易变形,材料的强度也愈大。
柔量:弹性模量的倒数,表征材料在荷载状态下产生变形的难易程度。
(2) 剪切弹性模量
剪切应力τ与剪切应变γ之间符合:
τ=Gγ或γ=τ/G
G 为剪切弹性模量,或刚性模量。
(3) 泊松比
物体的弹性应变在产生应力主轴方向收缩(拉伸)的同时还伴随有垂直于主轴方向的横向应变,将横向应变与轴向应变之比称为泊松比( )。
分子表示横向应变,分母表示轴向应变。
(4) 弹性常数
弹性模量E、剪切弹性模量G、泊松比通常统称为弹性常数。
木材的正交对称性与正交异向弹性
正交异向弹性
木材为正交异性体。弹性的正交异性为正交异向弹性。
木材的正交对称性
木材具有圆柱对称性,使它成为近似呈柱面对称的正交对称性物体。符合正交对称性的材料,可以用虎克定律来描述它的弹性。
木材正交对称性