木材力学性质的测定(一)

1、word文档可自由复制编辑实验十木材力学性质的测定(一)一、目的与要求掌握测定木材强度的方法、试验结果的计算并熟悉木材力学试验机的构造、性能、操作方法及注意事项。二、仪器与设备万能力学试验机(四吨)、游标卡尺、天平、秒表、千分表等。三、试验机的构造和原理试验机的基本构造试验机的类型很多，其中油压式较为普遍，油压试验机的具体构造虽因各制造工厂的不同而有所差异，但其基本结构却大同小异。我院木材力学试验室所用的试验机是日本岛津制作所出产的阿姆期拉(Amsler)四吨万能试验机。所谓万能试验机是对压力试验机、冲击试验机等单一动作和性能的试验机的相对说法。一般的万能试验机，可以进行木材的压缩(compr

2、ession)、拉伸(tension)、剪切(shearing)、静曲(bending)、劈开(cleavage)和冲击(toughness)、硬度(hardness)等试验，但不能进行扭转试验。本试验机的构造可以分为两个最主要的部分。试验部分和测力部分，前者是试验机的基本部分，这两部分以三根油管相联而构成试验机的整体。试验部分又可以分为测力装置相联的部分和与测力装置无关的独立的附属部分，前者包括压缩、拉伸、剪切、静曲、劈开和硬度等静力试验部分，后者为冲击的动力试验部分。静力试验部分是由油缸和活塞、吊床、吊杆、握紧器(或称夹头)等主要部分所构成。吊床上附有两个可以移动的支点，其最大距离为400

3、mm,可供小梁静力弯曲试验之用，一般常用的小梁跨度为240mm,吊床上可以安装装卸灵活的压盘(下压盘)直径80mm,高40.5mm,并附有球座。另一个压盘是装于机架上也是可认装卸的。压盘间的活动最大距离为200mm。可供压缩、剪切、硬度等试验之用。握紧器(夹头)有上下两个，上握紧器附于吊床下方，随吊床上升下降而移动，下握紧器系装于机座上可用螺杆操纵调节升降，其行程约为370mm。握紧器上安装拉伸、劈开等试验零件，可以进行顺位、横拉和劈开等试验。动力试验部分是由摆锤、试件安装台和能量测定标尺等几部分组成。摆捶的重量约为13.8公斤，摆杆长度(即自轴心至冲击点的距离)为600mm，摆的角度约为15

4、0,摆捶刃尖半径为15mm,安装试验台上支点间的距离为240mm。能量标尺为附于摆侧的竖式标尺，其单位为公斤米，试件被冲断所吸收的能量可以从标尺上直接读出。测力部分是由油泵、电动机和测力油缸及测力度盘、螺杆、摆杆、摆锤等主要部分构成。油泵为竖式岛津型滑动活塞泵。1电动机为200V、-hp三相感应电动机。测力油缸具有小型活塞反映油压的大小。测力度盘出有四个：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。摆杆有A、B两种长度，A是适合400公斤的，B是适合800公斤，另有一摆锤两只，C-B为2000公斤，C+B+D是适于4000公斤。附：油路系统示意

5、图（二）试验机的工作原理：电动机通电后开始运转，当打开进油阀时，油泵即将油箱内的油经过进油缸并推动活塞，推动活塞之力传至吊杆将吊床升起再达于试件，试件的抵抗力经压盘或夹具又传至机体的支柱和基座。由于油缸活塞是经过精密磨光并与油缸内壁高度密合的，因而摩擦力微小。试件上所承受的力经过油的传递作用传至测力油缸并推动该油塞安全裤管油珞系茨示逢斟油缸内之活塞而将拉杆向下推动，此拉杆与连接摆杆、摆锤之曲柄连杆构成相连；遂使摆杆、摆锤发生向上翘起之运动，同时使连接测力度盘指针之螺杆产生水平移动，此螺杆又带动指针转动，于是便可由度盘上之刻度直接读出其所随这载荷（外力）。（三）试验方法及步骤1、选择适当的载荷量

6、，根据试验种类和材料的一般最大载荷量，确定摆杆长度和摆锤以及与之相应的测力度盘。2、根据试验种类，将试件准确地安装于附件中。3、校正测力度盘上指针的零点：度盘上有两个指针，一为主动针，与度盘后之螺杆相接，直接反映受力之大小。另一指针为从动针，随主动针而移动，其作用是当主动针回零后仍指原来之最大荷重，便于工作人员准确地读出荷重之读数。校正指针时先启开进油阀将油送入油缸，使活塞稍许上升，然后转动度盘后之螺杆使主动针准确对零。从动针用手直接拨动使之与主动针靠拢即可。（注意：主动针对零应调节螺杆，切勿用手直接拨动）。4、开始试验时先关闭回油阀，打开进油阀，使油徐徐进入油缸而推动活塞工作。当试件即将受力

7、时，务使加油速度减慢，以保证试验在规定之加荷速度下进行，并保证安全操作，以免损伤机件。5、试验完毕后，关闭进油阀，打开回油阀，使油徐徐回流至油箱，各部件（附件）恢复原位，掀动断电按钮。6、由测力度盘上从动针所指出之位置读出荷重，记录于表中。四、木材顺纹抗压强度的测定木材顺纹抗压强度（compressivestrengthparalleltograinofwood）,是指木材沿纹理方向承受压力荷载的最大能力。（一）试样1、试样尺寸为20X20X30毫米，其长轴与木材纹理相平行。（二）试验步骤2、试验前用卡尺测量试验厚度a及宽度b，准确至0.1毫米。3、将试样放在试验机压头的中心位置，以每分钟40

8、00公斤20%的速度均匀加荷，直到试样破坏，试验机指针明显地退回为止，记录最大载荷。4、破坏后的试样，立即按（木材含水率测定方法）的规定，测定整个试样的含水率。（三）结果计算5、试样含水率为W%的木材顺纹抗压强度（5w）,按下式计算，标准至1公斤/厘米3&w=-ab式中：p试样最大荷载，公斤。a试样厚度，厘米。b试样宽度，厘米。6、顺纹抗压强度（&w）按下式换算为含水率12%时的强度（612），准确至1公斤/cm3。6=6w1+0.05（w-12）12五、木材顺纹抗剪强度的测定木材顺纹抗剪强度（shearingstrengthparalleltograintowood），是指木材沿纹理方向抵抗

9、剪力的最大能力：附表：木材顺纹抗压强度试验记录表树种：产地：试验室温度：试验室相对湿度：%；加荷速度：公斤/每分钟试样编号试样尺寸（cm）受压面积（c叫）最大荷载（kg）试样重（g）含水率（%）顺纹抗压强度kg/cm2备注宽度厚度试验时烘干后试验时含水率12%时年月日试验人：记录人：计算人：（一）试样1、试样形状及尺寸如图1。试样制作，应使受剪面为正确的弦面或径面。2、试样所有尺寸允许误差，不得超过0.5毫米，试样缺角部分角度的精度，应严格控制，必须用角度为10642的角规检查。（二）试验步骤3、用卡尺测量试样受剪面的宽度b和长度L,准确0.1至毫米。4、将试样装入试验用附件的斜L形垫块3上（

10、见图2）,调整螺杆4和5,使试样顶端和I面上部，贴紧附件土培凹角的相邻两侧面，至试样不动为止。再将压块6置于试样面II上，并使其侧面紧靠附件的主体。弦面试样径面试验图1顺纹抗剪试样图2顺纹抗剪试验装置1.附件主体2.楔块3.L形垫块4，5.螺杆6.压块7.试样8.圆头螺钉5、将装好试样的附件放在试验机上，使压块6的中心对准试验机上压头号的中心位置，以每分钟1500公斤20%的速度均匀加荷，直至试样破坏为止。记录最大荷载。6、将试验破坏后的小块部分，立即按（木材含水率测定方法）的规定，测定试样的含水率。（三）结果计算7、试样含水率为W%时的弦面或径面顺纹抗剪强度（TW）,按下式计算，准确至1kg

11、/cm2。p-COS0Tw=b-L式中：p试样最大荷载，公斤；6加荷方向与顺纹方向之间的夹角（1642）。b试样宽度，厘米。L试样受剪面长度，厘米。Cos6为常数（0.9578），当b和L在一定范围变化时上式可以简化为：LW=pK式中：K=co翌b.LK值由表1查得。8、顺纹抗强度（TW），按下式换算为含水率12%时的强度（T1），准确至1公斤/厘米2。TW=TW+0.03（W-12）木材顺纹抗剪强度试验记录表树种：产地：试验室温度C试验室相对湿度加荷速度：公斤/每分钟试样编试样受剪面尺寸(cm)受剪面积(cm2)试样重(g)含水率(%)最大(k荷载g)弦面抗剪强度(kg/cm2)宽度长度试验

12、时烘干后弦面径面试验时含水率12%时年月日测定人：记录人：计算人word文档可自由复制编辑表1顺纹抗剪强度计算系数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