孔对落叶松板材抗弯性能的影响

• 作者: 谢力生 伍家华 刘佳权 陶钧 刘嘉诚
• 来源期刊: 中南林业科技大学学报
• 关键词: 落叶松 孔 静曲强度 弹性模量 数学模型
• 年，卷（期）: 2021,（7）
• 所属期刊栏目: 林业工程
• 页码范围: 150-155,164
• 页数: 7页
• 分类号: S791.22
• 语种: 中文
• DOI: 10.14067/j.cnki.1673-923x.2021.07.018

摘要

[目的]研究孔的位置和直径对落叶松板材抗弯性能的影响规律.[方法]以兴安落叶松无缺陷木材为研究对象,首先采用抗弯试验方法测试一批试件的弹性模量与静曲强度,建立其静曲强度与弹性模量的数学模型;接着对其他试件采用同样的方法(荷载只加到破坏荷载的约3/7)测试其弹性模量,利用前述数学模型推算其静曲强度;然后对其进行钻孔,并测定各试件钻孔后的静曲强度和弹性模量;比较各试件钻孔前后的静曲强度和弹性模量值,求取孔所引起的静曲强度削弱率和弹性模量削弱率,分析孔对试件抗弯性能的影响规律.[结果]孔与试件下表面或上表面相切,孔径与厚度之比为0.2时,板材静曲强度削弱率(平均值)达38.84％或27.02％;试件的下表面或上表面有半孔时,静曲强度削弱率为21.55％或7.99％;孔位于试件厚度中心层下方且与之相切时,静曲强度削弱率仅为0.85％;对于孔相切于抗拉侧、孔径与厚度之比为0.2的试件,孔位于支承点到加载点的中间位置时,其静曲强度削弱率为21.44％,相比孔在加载点位置时的38.84％,下降了约45％;对于加载点下方与试件下表面相切的孔,孔径与厚度之比由0.2增大到0.5时,静曲强度削弱率由38.84％增大到82.08％;钻孔试件的弹性模量所对应的静曲强度值具有显著的离散性.[结论]1)对于板材长度方向,孔位于加载点下方时的静曲强度削弱率最大;随着孔远离加载点其静曲强度削弱率减小.2)对于板材厚度方向,孔越靠近板面其静曲强度削弱率越大,且受压侧的强度削弱率大于受拉侧;孔与板面相切时其静曲强度削弱率最大,且孔位于受拉侧时更大;孔位于中心层稍偏下时其静曲强度削弱率最小.3)处于板面的半孔,对板材静曲强度的削弱也很显著,且受拉侧的影响更大.4)孔径对板材静曲强度的影响显著,随着径厚比的增大,静曲强度削弱率呈直线递增.5)孔对板材弹性模量的影响规律基本上与对静曲强度的影响相同,但其影响程度远不及对静曲强度的影响.当径厚比为1/5时,其弹性模量削弱率最大不超过12％.6)钻孔板材的静曲强度不适合通过其弹性模量来推测.