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、单轴疝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
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 81应力与应变 32弹性与木材的正交异向弹性 8.3木材的粘弹性 8.4木材的强度、韧性与破坯 8.5木材主要力学性能指标 8.6影响木材力学性质的主要因 |B,7木材的容许应力
目 录 8.1 应力与应变 8.3 木材的粘弹性 8.4 木材的强度、韧性与破坏 8.5 木材主要力学性能指标 8.6 影响木材力学性质的主要因素 8.7 木材的容许应力 8.2 弹性与木材的正交异向弹性
811应力与应变的概念 P 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。 a顺纹理加压b顺纹理剪切 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
8.1.1 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
812应力与应变的关系 812.1应力一应变曲线 应力一应变曲线: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。 应变 应变 应力应变曲线(模式图)
8.1.2 应力与应变的关系 8.1.2.1 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）
8122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。 M E G R 应变 应变 应力应变曲线(模式图
8.1.2.2 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）
8123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(M) 破坏应变:M点对应的应变(EM)。 齿 齿Y 应变 应变 应力应变曲线(模式图)
8.1.2.3 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）
8124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oy) 8125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
8.1.2.4 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)。 8.1.2.5 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
82弹性与木材的正交异向弹性 821弹性与弹性常数 821.1弹性 弹性:应力解除后即产生应变完全回复的性质。 8212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
8.2 弹性与木材的正交异向弹性 8.2.1 弹性与弹性常数 8.2.1.1 弹性 弹性：应力解除后即产生应变完全回复的性质。 8.2.1.2 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 剪切应力与剪切应变y之间符合: Gy或y=r/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 伴随有垂真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(μ 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
（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。 ' = −
822木材的正交对称性与正交异向弹性 822.1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 8222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 TR R 定律来描述它的弹性 LT etC RL xR一点xx cy=-E(-以rOx-以rO+ar) E(-以x+g-r) 木材正交对称性
8.2.2 木材的正交对称性与正交异向弹性 8.2.2.1 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。 8.2.2.2 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