木材干燥的物理基础—木材干燥过程中的应力与变形—木材各向异性引起的应力变形
木材各向异性引起的应力变形
实际上,木材是各向异性体。干燥时,除含水率梯度会引起应力外,因径弦向干缩不一致,也会引起应力,这就是附加应力。它的大小只与木材断面上年轮分布有关,和含水率梯度无关。一般来说,径切板几乎不产生附加应力,因为虽然径切板的径向干缩与弦向干缩也不同,但在木料厚度的不同层次上不会引起不均匀变形。而弦切板正面(距髓心较远的材面)接近于弦向,它干缩大小接近径向的背面(距髓心较近的材面),结果板子向正面翘曲(图1-4,a),如果板材受外加载荷(如材堆重量和顶部压块)作用,则板材会产生附加应力,板材正面为拉应力,背面为压应力,板材正面的这种拉应力与木材含水率不均匀引起的拉应力相叠加,这样弦切板的正面受的拉应力更大,很容易超过木材的横纹抗拉强度而引起表面开裂。
在干燥原木或带髓心的方材时,因圆周方向(弦向)的干缩大于径向干缩,结果在表层区域产生附加拉应力,在中心区域产生附加压应力(这种应力与含水率应力无关),在干燥过程第一阶段,表层的这种附加拉应力与含水率不均匀引起的拉应力相叠加,超过木材横纹抗拉强度时,就会引起径裂(图1-4,b)。所以干燥原木或大髓心方材时要特别小心。
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