木材应力有三种情况:
一个是木材本身在生长过程中有的;
二是采伐完放置一段时间产生的;
三是木材在干燥过后没做后期处理 就会有的。木材由于外因(受力、湿度变化等)而变形时,在木材体内各部分之间产生相互作用的内力,以抵抗外因的作用,并力图使木材从变形后的位置回复到变形前的位置。
在没有外力存在下,木材内部由于加工成型不当,温度变化,溶剂作用等原因所产生的应力。
对于木材应力的取消有几种方法:一对木材进行热处理(烘干);
二是放到自然条件下进行消除。 所以木材没干燥前有 应力,干燥后就没有了 。
一般干燥都会通过后期热湿处理把应力消掉, 一般干燥过的木材含水在8到12之间。
2. 木材的应力松弛现象蠕变是指固体材料在保持应力不变的条件下,应变随时间延长而增加的现象。
它与塑性变形不同,塑性变形通常在应力超过弹性极限之后才出现,而蠕变只要应力的作用时间相当长,它在应力小于弹性极限施加的力时也能出现。许多材料(如金属、塑料、岩石和冰)在一定条件下都表现出蠕变的性质。由于蠕变,材料在某瞬时的应力状态,一般不仅与该瞬时的变形有关,而且与该瞬时以前的变形过程有关。许多工程问题都涉及蠕变。在维持恒定变形的材料中,应力会随时间的增长而减小,这种现象为应力松弛,它可理解为一种广义的蠕变。
3. 木材的许用应力机械设计或工程结构设计中允许零件或构件承受的最大应力值。要判定零件或构件受载后的工作应力过高或过低,需要预先确定一个衡量的标准,这个标准就是许用应力。凡是零件或构件中的工作应力不超过许用应力时,这个零件或构件在运转中是安全的,否则就是不安全的。许用应力是机械设计和工程结构设计中的基本数据。在实际应用中,许用应力值一般由国家工程主管部门根据安全和经济的原则,按材料的强度、载荷、环境情况、加工质量、计算精确度和零件或构件的重要性等加以规定。许用应力等于考虑各种影响因素后经适当修正的材料的失效应力(静强度设计中用屈服极限yield limit或强度极限strength limit疲劳强度设计中用疲劳极限fatigue limit)除以安全系数。塑性材料(大多数结构钢和铝合金)以屈服极限为基准,除以安全系数后得许用应力,即[σ]=σs/n;脆性材料(铸铁和高强钢)以强度极限为基准,除以安全系数后得许用应力,即[σ]=σb/n。 举例说明 塑性材料和脆性材料并没有严格的绝对界限,所以有时很难预先确定用屈服极限还是用强度极限为基准来确定许用应力。例如低碳钢的屈服极限与强度极限的比值(称为屈强比)小于1,所以以屈服极限为基准的许用应力总是小于以强度极限为基准的许用应力。随着高强钢的采用,材料的屈强比不断提高,就可能出现相反的情况。考虑到确定许用应力有这两种可能性,在室温静载荷下工作的零件或构件的设计中,应同时求得两种情况下的许用应力,加以比较,取其较小值。在疲劳强度设计中,一般应用安全系数表示的强度判据进行疲劳强度的验算。
4. 木材内应力的处理方法木材是天然生长的材料,由于年轮,内部组织结构的差异,要做到绝对不变形是不可能的。
通常是用两种方法来减少木材的变形:一种是用先进的干燥脱脂设备,对木材进行干燥脱脂,使湿木变为干燥可用材时,木材内藏内应力少;另一种是长料用短料指接(即纵向集成,卸内应力来减少变形),宽料用窄料胶合(即横向集成,用缩短本根料的年轮来减少变形)。这就是为什么在日常生活中,纵、横(二维)集成材大量地取代大规格实木料的真正原因。——木材是个“海棉体”,“湿涨干缩”是其另一属性。而木材结构的不对称性,决定了木材各向湿涨干缩率是不一样的。大量科学试验表明,绝大多数的木材,弦向(圆周方向)湿涨干缩率是径向(直径方向)的一倍,是纵向(树的生长方向)二十倍关系,而抗拉强度正是相反,木材的纵向抗拉强度却是弦、径向二十倍的关系。这就是像胶合板这样纵横交错相粘的木板因横向湿涨干缩率减少了十几倍,抗拉强度却提高了十几倍而广泛取代实木板的真正原因。——显然,纵、横(二维)集成材取代大规模枋料能解决变形问题,但仍不能解决横向湿涨干缩过大的问题。如果在纵横(二维)集成材的基础上(祥见图1)再胶粘二层横向单板,既解决了变形问题,又解决了横向湿涨干缩问题,由于横向抗拉强度提高了十几倍,其实还解决了横向开裂问题和减少横向变形性。我们把这样的集成材,称之为纵横三维集成材。——室内木质装饰材料中,以实木形态表现的材料一向都有是最华贵和有生命力的。海洋实木复合系列产品,如门套、窗套、木门等,均是以纵横三维集成材(或二维纵横集成材)为基材,采用的曲压(平压)热压工艺,粘合名贵木皮加工而成的,一方面它具有实木特征而显华贵和有生产力,另一方面,却比实木产品更不变形,开裂和湿涨干缩率低、价位低等特点——这就是海洋实木复合系列产品的基本特征。-—海洋实木复合系列产品创造性地采用纵横三维集成材(或二维纵横集成材)为基材,使用效果到底如何,七年来,大批量的回头客就是很好的证明。——我们要申明的是,纵横三维集成材,可大大地减少木材的变形,开裂和湿涨干缩问题,但不可能彻底地解决变形、开裂和湿涨干缩问题;我们讲不变形,指的是变形度未超过国家或企业标准的允许范围内;我们讲的不开裂,指的是未发生结构性开裂,而不是表皮开裂和缝隙。5. 板材内应力首先查到钢板材料的屈服强度,然后根据钢板的截面特性,利用应力计算公式得到结果。 屈服强度乘以板材截面积就是该钢板的许用应力。屈服强度根据不同的牌号有不同的值。
6. 木材的内应力因地理位置的差异,各地的气候不尽相同,因此对实木家具的含水率要求也不同:
比如北京平衡含水率年平均值为11.4%,广州平衡含水率年平均值为15.1%,而且木材有吸湿滞后现象,所以木材干燥处理要低于使用地木材平衡含水率年平均值2%~4%,可以降低涂装缺陷及家具变形、开裂的发生。
当采用静电喷涂时,木材最低含水率应在8%以上,否则需要对木材加以调湿处理,使木材含水率达到12%~15%。
木材干燥处理后不能立即投入生产,应在干燥库内贮存,库内温度、湿度应控制在相对范围内,这样木材可以消除干燥应力,使含水率趋于平衡。
由于含水率一年四季有所不同,一般冬春季节较低,夏秋季节较高,如果木材从干燥后到使用时周期达到1个月,建议干燥木材的含水率根据季节略有调整。因为当木材干燥过程中,含水率在15%及以下时再降低的难度会更大,成本会更高,因此根据季节调整可以节省部分成本。
7. 木材内部应力计算公式1、中国古代就有过一种最好的方法,用香油侵润木头待木头完全吸收香油后根据大小判断,侵润透之后用香油炸煮一段时间之后就会变硬!
2碳化。要让木头碳化有很多方式的,浓硫酸,火喷,强氧化剂都可以,只是不清楚这些东西适合不适合你的实际需要。
先用氢氟酸吧 但是这个化学物品是有毒的 做的时候要带上手套越厚越好,最好是在带个口罩,烫开以后用清水清洗,原理是使木头表面毛细孔可以张开然后立刻擦干!避免裂。然后用真漆加松节油调的越淡越好,用油漆犀化也可以,调的越淡越好,上完第一次后等会就立刻用麻袋布擦干,然后把边边角角的油漆清理干净使得油漆可以均匀真漆会使皮肤过敏,当然只是一小部分人会,过一段时间2.3天左右你要觉得不够的话可以在上一次。
如果你不用氢氟酸的话木头表面是有油脂不容易洗掉,直接用漆的话会出现掉漆现象。但是使用的话要一定小心 ,切记一定小心不小心弄到的话会有刺骨的烧痛剧痛 ,还会腐骨的。
8. 木材的应力(一)横断面的变形
横断面的变形主要有以下几种情况:1、弦切板。弦切年轮方向的木板,干燥后收缩大。形体两端逆年轮方向向外收缩,形成反翘曲形状。
2、径切板。因径切年轮方向,两端收缩大,髓心处收缩较小,木板常形成中间厚两端薄的形状。
3、在中间部分切割的圆柱体,因径向收缩大,弦收缩大,弦向收缩小,往往形成椭圆的形状。
4、径向切割的矩形木板,径向收缩率略大,弦向收缩率略小,其收缩的状况呈均匀状态。
5、与年轮45°切割的矩形木板端面可能形成略带菱形状态。
木材断面的变形,一是木材急火熏干较为明显,自然干燥不太明显。二是硬木干燥较为明显,软木干燥不太明显。
(二)纵向木板变形
1.瓦形翘曲。弦切板钟祥锯割的木板,如果木纹扭曲容易形成瓦翘状,即顺木纹方向两边反髓心方向锹曲的状态。
2.弓形弯曲。木材干燥后中间形成弓形,多为堆放不良原因和边材收缩不均匀所致。
3.瓦形弯曲。弦切板纵向锯割的木板,虽然木纹直顺,但是干燥后,容易形成瓦形弯曲。即顺木纹方向两边反髓心方向形成瓦状木板。
4.扭翘。木板干燥后形成扭曲形状。即四边不在同一平面上,两边缘反方向弯曲。这种情况多是扭转木纹的木材本身造成的。
5.边弯。也叫应力弯曲。木材急剧干燥后,随着木材锯割过程的木材分开过程,木材立即发生弯曲。这种弯曲是木材木材干燥过快或是外面干内部湿,板材和中心部分干缩不匀,一旦锯割时,内部应力受到表面应力的牵制和压缩,表面增加涨力,使木材形成弯曲。
9. 木材屈服应力、拉力试验机大荷重 公式=Fp 公式含义:大荷重Fp 单位:N
2、截面积 公式=A 公式含义: 截面积A 单位:mm²
3、拉伸断裂应力 公式=Fb/A 公式含义:断裂荷重Fb除以截面积A 单位:MPa
4、拉伸断裂荷重 公式=Fb 公式含义:断裂荷重Fb 单位:N
5、拉伸强度 公式=Fp/A 公式含义:荷重Fp除以截面积A 单位:MPa
6、断裂伸长率 公式=Le/Lg*100 公式含义:伸长量Le除以标距Lg乘以100 单位:%
7、偏置屈服应力 公式=Fxp/A 公式含义:上屈服点荷重Fyp除以截面积A 单位:MPa
8、拉力试验机拉伸屈服应力 公式= Fyp/A 公式含义:上屈服点荷重Fyp除以截面积A 单位:Mpa
9、撕裂强度 公式=F/t 公式含义:大拉力除以试样厚度 单位:N/cm2
10粘着强度 公式=F/b 公式含义:剥离的大力除以试片宽 单位:N/cm2
11、拉力试验机拉应力 公式=F/A 公式含义:特定伸长率时之荷重F除以试样截面积A 单位:N/mm²
10. 木材内应力是什么意思手锯横切木材较容易掌握方向,感觉也轻松一点,因为是直接切断木材纤维,切口两端不易变形,能很好保持锯缝间隙,锯片运动也就轻松了。顺木纹方向锯开木材,顺纹理方向分开木材较容易,但纹理不一定完全与需要锯开的方向重合,所以纹理容易引导锯切方向跑偏,且木材本身的内应力导致的变形可能会使已经锯开的锯缝变狭,夹住锯片妨碍它的运动,所以,纵向锯切木材较麻烦,可能更费力,或者跑偏,锯齿的”锯路“要开得宽一点才好。
11. 应力木对木材材性的影响一般来说,木质硬结构粗的木头易开裂,木质软结构细的不宜开裂。比如相同条件下,柞木、水曲柳、榆木比杨木、椴木、楸木更易翘曲和开裂。
木材是天然物质,树木在生长过程中常受到外界各种因素的影响,造成木材组织结构异常,会出现这样那样对涂装不利的瑕疵,树木因病、虫等侵害而引起的材质变化(叫做寄生性缺陷),这些都属于木材的天然缺陷。
常见的木材天然缺陷包括节子、变色、虫眼、裂纹等。这些都会对涂装带来危害,所以在涂装前必须对它们进行清除和补救。
裂痕是由于木材受外力或温度、湿度变化的影响,致使纤维彼此分离的现象。
木材开裂有以下几种形式:表裂,内裂,端裂和轮裂。下面我们简单了解下这几种开裂形式的发生原因:
一、表裂:
指表面裂纹,表裂是指原木材身或成材表面的裂纹。裂纹通常都限于弦面,并且沿径向发展。木材干燥时,首先从表面蒸发水分,当表面层含水率降低至纤维饱和点以下时,表层木材开始收缩,但此时邻接的内层木材的含水率尚在纤维饱和点以上,不发生收缩。表层木材的收缩受到内层木材的限制,不能自由收缩,因而在木材中产生内应力:表层木材受拉,内层木材受压。干燥条件越剧烈,内外层木材的含水率差异越大,产生的内应力也越大。如果表层的拉应力超过木材横纹抗拉强度,则木材组织被撕裂,由于沿木射线组织的抗拉强度较邻近的木纤维的强度小,所以裂缝首先沿木射线产生。
二、内裂:
即内部裂纹。内裂也常称蜂窝裂。内裂产生于干燥后期,有时产生于干燥材料存放时期。通常不易从木材外部发现,但严重时,可由材面的凹陷来判断。内裂是由于木材内层的拉应力所引起。
三、端裂:
即端面裂纹。端裂或于木材的端面,或延伸至端部的一侧或两侧,后者通常称为劈裂。主要原因是由于木材顺纹方向的导水性远远大于横纹方向,当木材干燥时,水分从端面的蒸发要比从侧面蒸发快得多。端部含水率低于中部,端部的收缩受中部木材的限制,因而在端部产生拉(伸张)应力,当拉应力超过木材的横纹抗拉强度时,端面发生开裂。
四、轮裂:
这种裂缝沿生长轮方向发展,常扩展到相邻的几个生长轮。轮裂通常发生于干燥初期,出现于木材的端面,随着干燥的进展裂纹加深、加长。有时发生于内部,但出现于干燥后期,是由于严重的内部拉应力所引起的。