木材力学上的各向异性

木材力学上的各向异性

●树木与木材
树木树木是生活体,由树冠、树干、树根组成.树干是树木利用的主体,由树皮、形成层、木质部(次生木质部,即木材)、髓组成.
一、木材的定义
树木由轴向及径向排列的细胞组成的多孔性、湿涨干缩、导热和导电性低、易加工、易开裂变形、易腐、易燃,系多孔性、三维结构、各向异性的有机生物复合材料.分针叶树材和阔叶树材二类,国外称前者为软材、后者为硬材.
（一）多孔性
树木1.木材系多孔性材料(有管胞、导管、纤维等).
树木2.影响1)导热性低,如水松根、轻木作水瓶塞;(2)力学上具回弹性,木材受重载荷和冲击时能吸收相当部分的能量,横纹受力更显著;(3)容易锯切;(4)具一定的浮力;(5)孔隙度高贮存空气量多,腐木菌容易生长;(6)易于化学加工防腐,干燥处理,木材改性;(7)保持油漆性及胶粘性好.
(二)各向异性
树木1.由于三维结构所致(细胞不是规则几何图形;胞壁亦非均质).
树木2.影响:导电导热:纵向＝2倍横向;湿胀干缩:纵向＝十分之几至百分之几倍弦向,弦向＝2倍径向;引起木材翘曲;顺纹弹性模量＝20倍横纹;顺纹抗拉＝40倍横纹;顺纹抗压＝5～10倍横纹;顺纹抗拉最强,劈开最弱.
(三)变异性
树木细胞大小、组成性质、发生的变化使化学、物理性质发生变异.
树木1.株内变异性与树木发育即幼龄材、成熟材有关.(1)轴向:树基→顶端管状分子长度及密度渐增至一定长度后变短.(2)径向:髓心→树皮 管状分子长度及密度渐增至一定阶段后或稳定或继续增加或降低.
树木2.株间变异性－主要是立地条件的影响.阴坡(背阴)阳坡(向阳);低洼地,丘陵地;土壤肥沃,贫瘠(不肥沃);植株密度材性相差很大.
四)细胞壁的厚薄反映木材密度的大小,即标志木材之重轻和强度高低.木材重量(或密度)还受细胞比量的影响.
树木1.针叶树材因管胞占90%以上所以变化较小.
树木2.阔叶树材纤维比量大者(特别是壁厚者)密度增大.
二、良材及材质评价
良材1．良材的一般概念
良材（1） 外观:长、粗、干形通直、无缺陷.
良材（2） 内在:尺寸稳定、不翘曲开裂、加工性良好(油漆、着色、胶粘、锯切等等).
良材（3） 所谓良材只是相对的材质好一些,适应性大一些,用途广泛一些.
良材2．严格说来,凡符合或比较适合用材对材质要求者,都应是良材;因为没有一个树种木材可以适应一切用途,也没有一个树种的木材毫无用处.
良材广而言之,如包括树木因素在内,还要考虑其生长的快慢与材质的关系,既要考虑材质又要考虑其资源是否丰富.
三、合理利用木材
良材怎样才能做到合理利用?如何提高合理利用木材的水平?
良材1.适材适用.主要依据材性、材质；次要依据使用环境、资源、价格.
良材2.尽可能经过必要的处理延长木材使用寿命,如干燥、防腐、滞火、油漆、改性等.
良材3.通常同属的树种其木材的材性相近,系代用树种的主要对象.
良材4.进口材也要根据国内需要,有目的购买树种,不能单纯考虑价格便宜就买.
良材5.利用“废材“制造人造板产品:胶合板、刨花板、纤维板、细木工板、集成材、层集材、单板及人造薄木、重组木等.