不同树种的木材物理力学性能汇编

杨树木材力学性质(7)木材力学性质，是木材抵抗外力作用的性能。

木材的力学性质包括木材弹性、塑性、蠕变、抗弯强度、抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、冲击韧性、抗劈力、扭曲强度、硬度、摩擦等。

其中顺纹抗压程度、木材抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗剪强度、抗拉强度和冲击韧性等更为重要。

我国48个产地的37种杨树（含山东13种）的木材力学性质测定结果如表2-18-3和表2-18-4所示。

表中就全国与山东产的杨树分别统计和分析。

1、木材顺纹抗压强度沿木材顺纹方向（轴向）缓慢施加压缩荷载，木材所能承受的最大能力，称木材顺纹抗压强度。

木材顺纹抗压强度为木材力学性质中最重要的性质之一。

根据它的强度，可求得木材容许应力，用于设计各种木材受压构件。

从表2-18-4可见， 48种杨树木材顺纹抗压强度值在25.6-51.09Mpa之间，平均值为38.13Mpa。

其中贵州天柱产的响叶杨最大，毛白杨、I －69杨、新疆杨次之；山东产的I-214杨与大关杨、大青杨等最小。

从表2-18-3可见，山东产13种杨树木材顺纹抗压强度值在25.6-38.5Mpa之间，平均值为33.95Mpa。

其中南×毛新杨最大， I-214杨最小。

2、木材抗弯强度（MOR）及抗弯弹性模量（MOE）木材抗弯强度亦称静曲极限强度或弯曲强度，是木材承受横向力（荷载）的能力。

木材抗弯强度亦是木材力学性质中最为重要的性质。

主要用于建筑物梁、屋架、地板等易于弯曲的构件强度的评估。

48种杨树木材抗弯强度值在48.7-96.11Mpa之间，平均值为72.94Mpa。

其中贵州天柱产的响叶杨，最小的为山东产的I-214杨。

而毛白杨、I－69杨、新疆杨MOR也较大，而青海产的青杨、大关杨、大青杨等较小。

从表2-18-3可见，山东产13种杨树木材顺纹抗压强度值在48.7-73.0Mpa之间，平均值为63.73Mpa。

其中I-69杨最大， I-214杨最小。

木材抗弯弹性模量代表木材的弹性或韧度，是木材产生一个一致的正应变所需要的正应力。

木材的力学性能参数目录1.1木材的力学性质………………………………………………P32.1木材力学基础理论……………………………………………P3~ P82.1.1应力与应变2.1.2弹性和塑性2.1.3柔量和模量2.1.4极限荷载和破坏荷载3.1木材力学性质的特点…………………………………………P8~P203.1.1木材的各向异性3.1.2木材的正交对称性与正交异向弹性3.1.3木材的粘弹性3.1.4木材的松弛3.1.5木材塑性3.1.6木材的强度、韧性和破坏3.1.7单轴应力下木材的变形与破坏特点4.1木材的各种力学强度及其试验方法………………………P20~ P284.1.1力学性质的种类5.1木材力学性质的影响因素…………………………………P28~ P315.1.1木材密度的影响5.1.2含水率的影响5.1.3温度的影响5.1.4木材的长期荷载5.1.5纹理方向及超微构造的影响5.1.6缺陷的影响6.1木材的允许应力…………………………………………P31~ P336.1.1木材强度的变异6.1.2荷载的持久性6.1.3木材缺陷对强度的影响6.1.4构件干燥缺陷的影响6.1.5荷载偏差的折减6.1.6木材容许应力应考虑的因素7.1常用木材物理力学性能……………………………………P34~ P361.1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。

1.1.1木材的力学性质：木材在外力作用下，在变形和破坏方面所表现出来的性质。

1.1.2木材的力学性质主要包括：弹性、塑性、蠕变、抗拉强度、抗压强度、抗碗强度、抗减强度、冲击韧性、抗劈力、抗扭强度、硬度和耐磨性等。

1.1.3木材力学性质的各向异性：与一般钢材、混凝土及石材等材料不同，木材属生物材料，其构造的各向异性导致其力学性质的各向异性。

木材的力学性能参数目录1.1木材的力学性质………………………………………………P32.1木材力学基础理论……………………………………………P3~ P8 2.1.1应力与应变2.1.2弹性和塑性2.1.3柔量和模量2.1.4极限荷载和破坏荷载3.1木材力学性质的特点…………………………………………P8~ P20 3.1.1木材的各向异性3.1.2木材的正交对称性与正交异向弹性3.1.3木材的粘弹性3.1.4木材的松弛3.1.5木材塑性3.1.6木材的强度、韧性和破坏3.1.7单轴应力下木材的变形与破坏特点4.1木材的各种力学强度及其试验方法………………………P20~ P284.1.1力学性质的种类5.1木材力学性质的影响因素…………………………………P28~ P31 5.1.1木材密度的影响5.1.2含水率的影响5.1.3温度的影响5.1.4木材的长期荷载5.1.5纹理方向及超微构造的影响5.1.6缺陷的影响6.1木材的允许应力…………………………………………P31~ P33 6.1.1木材强度的变异6.1.2荷载的持久性6.1.3木材缺陷对强度的影响6.1.4构件干燥缺陷的影响6.1.5荷载偏差的折减6.1.6木材容许应力应考虑的因素7.1常用木材物理力学性能……………………………………P34~ P361.1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。

1.1.1木材的力学性质：木材在外力作用下，在变形和破坏方面所表现出来的性质。

1.1.2木材的力学性质主要包括：弹性、塑性、蠕变、抗拉强度、抗压强度、抗碗强度、抗减强度、冲击韧性、抗劈力、抗扭强度、硬度和耐磨性等。

1.1.3木材力学性质的各向异性：与一般钢材、混凝土及石材等材料不同，木材属生物材料，其构造的各向异性导致其力学性质的各向异性。

学即练12、2木材的物理力学性质木材的物理力学性质主要包括物理性质（含水率、湿胀干缩、密度、热学性质、声学性质和电学性质）和力学性能，其中含水率对木材的湿胀干缩性、热学、声学、电学和力学性能影响很大。

木材的含水率是指木材中所含水的质量占干燥木材质量的百分数。

新伐木材的含水率在35%以上；风干木材的含水率为15%～25%；室内干燥木材的含水率常为8%～15%。

木材中所含水分不同，对木材性质的影响也不一样。

1、木材中的水分木材中主要有三种水，即自由水、吸附水和结合水。

自由水是指以游离态存在于木材细胞腔、细胞间隙和纹孔腔这类大毛细管中的水分，自由水的多少主要由木材空隙体积决定，影响木材质量、燃烧性、渗透性和耐久性。

吸附水是被吸附在细胞壁内细纤维之间的水分，是影响木材强度、胀缩变形和加工性能的主要因素。

结合水即为木材细胞壁物质组成牢固结合的化学化合水，相对稳定，对日常使用中的木材性质无影响。

2、木材的纤维饱和点当木材中无自由水，而细胞壁内吸附水达到饱和时的木材含水率称为纤维饱和点。

木材的纤维饱和点随树种、温度和测定方法而异，一般介于23%～33%，多数树种为30%。

纤维饱和点是木材材性变化的转折点。

3、木材的平衡含水率木材中所含的水分是随着环境的温度和湿度的变化而改变的。

当木材长时间处于一定温度和湿度的环境中时，木材吸收水分和散失水分的速度相等，达到动态平衡，这时木材的含水率称为平衡含水率（图11－4）。

它是环境温度和湿度的函数，同一环境下不同树种的木材，平衡含水率的差异不大。

木材的平衡含水率随其所在地区不同而异，我国北方为12%左右，长江流域为15%左右，海南岛约为18%。

木材的平衡含水率对于木材的加工利用意义重大。

桉树原木的物理力学性能测试与分析引言桉树是一种重要的经济树种，广泛分布于许多国家和地区。

在木材市场上，桉树木材因其良好的物理力学性能而备受青睐。

本文将对桉树原木的物理力学性能进行测试与分析，以探究其在不同用途下的适应性和优势。

1. 测试方法及样本准备为了评估桉树原木的物理力学性能，需要采取适当的测试方法，并使用代表性样本进行测试。

首先，我们选择了来自不同地区、不同年龄和不同生长环境的成熟桉树原木作为研究对象。

然后，我们按照国际标准和木材行业的常用方法进行以下测试。

1.1 密度测试密度是衡量木材质量和硬度的重要参数，通常以克/立方厘米（g/cm³）表示。

我们采用简单但可靠的质量测定法来测量桉树原木的密度。

通过测量木材样本的质量和体积，我们可以计算出其密度值。

1.2 弯曲强度测试桉树原木的弯曲强度是指在弯曲过程中木材能够承受的最大应力。

弯曲强度测试是评估木材的强度和耐久性的关键指标之一。

我们使用标准三点弯曲试验来测试桉树原木的弯曲强度。

1.3 抗压强度测试抗压强度是指木材能够承受的最大压力。

抗压强度测试可以对桉树原木在承重方面的性能进行评估。

我们使用了相应的试验设备和方法来测量并分析桉树原木的抗压强度。

1.4 抗拉强度测试抗拉强度是指木材能够承受的最大拉力。

抗拉强度测试可以反映桉树原木的拉伸性能和韧性。

我们采用标准试验方法来测量桉树原木的抗拉强度，并作进一步的分析和比较。

2. 可靠性分析通过对桉树原木的物理力学性能进行测试，我们可以获得大量的数据。

在对数据进行分析时，我们应考虑到不同样本之间的差异以及误差的存在。

为了准确评估桉树原木的物理力学性能，我们采用了以下方法：2.1 平均值与标准差使用样本均值和标准差可以帮助我们了解桉树原木样本的整体水平以及数据的稳定性。

2.2 方差分析通过方差分析，我们可以对不同因素（例如地理位置、年龄）对桉树原木物理力学性能的影响进行评估，并找出其中的显著差异。

木材的力学性能参数分析力学性能参数是评价木材物理特性的重要指标，包括强度、刚度、韧性等。

对木材的力学性能参数进行分析，可以提升木材的应用价值，同时也为木材的合理选用和设计提供了科学依据。

首先，强度是评价木材力学性能的重要指标之一、强度指的是木材在外力作用下抵抗破坏的能力。

常见的强度参数包括抗弯强度、抗压强度、抗剪强度等。

抗弯强度是指木材在外力作用下抵抗弯曲破坏的能力，通常通过三点弯曲试验来进行测试。

抗压强度是指木材在轴向压缩力下的抵抗破坏能力，可通过轴向压缩试验来测定。

抗剪强度是指木材在剪切力作用下的抵抗破坏能力，常通过直剪试验测定。

分析这些强度参数有助于了解木材在不同外力作用下的变形和破坏特点，从而选择合适的木材用于特定的工程设计。

其次，刚度是指材料对外力作用下的变形抵抗能力。

常见的刚度参数包括弹性模量和切变模量。

弹性模量指的是木材在弹性阶段，单位应力下的应变能力，常用来评价木材的刚性。

切变模量是指木材在横向剪切应力下的应变能力。

分析这些刚度参数有助于了解木材在承受外力时的变形性能，为木材的设计和使用提供依据。

此外，韧性是评价木材受外力作用时的能量吸收和变形能力。

韧性通常用木材的冲击韧性来表示，即木材在冲击荷载下的能量吸收能力。

冲击韧性的高低关系到木材的抗震性和防护能力，对于一些特定的工程应用，如建筑结构、交通运输工具的制造等，较高的韧性能够提高木材的安全性。

综上所述，对木材的力学性能参数进行分析能够全面了解木材的性能特点，提升木材的应用价值。

因此，在木材选用和工程设计过程中，应结合具体需求和外力特点，综合考虑强度、刚度和韧性等力学性能参数，以选择合适的木材材料。

同时，在木材设计和加工过程中，需要合理利用木材的力学性能参数，以保证工程的安全性和可靠性。

木材的力学性能参数目录1.1木材的力学性质………………………………………………P32.1木材力学基础理论……………………………………………P3~ P82.1.2弹性和塑性2.1.3柔量和模量2.1.4极限荷载和破坏荷载3.1木材力学性质的特点…………………………………………P8~ P203.1.1木材的各向异性3.1.2木材的正交对称性与正交异向弹性3.1.3木材的粘弹性3.1.5木材塑性3.1.6木材的强度、韧性和破坏4.1木材的各种力学强度及其试验方法………………………P20~ P285.1木材力学性质的影响因素…………………………………P28~ P316.1木材的允许应力…………………………………………P31~ P336.1.6木材容许应力应考虑的因素7.1常用木材物理力学性能……………………………………P34~ P361.1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。

1.1.1木材的力学性质：木材在外力作用下，在变形和破坏方面所表现出来的性质。

1.1.2木材的力学性质主要包括：弹性、塑性、蠕变、抗拉强度、抗压强度、抗碗强度、抗减强度、冲击韧性、抗劈力、抗扭强度、硬度和耐磨性等。

1.1.3木材力学性质的各向异性：与一般钢材、混凝土及石材等材料不同，木材属生物材料，其构造的各向异性导致其力学性质的各向异性。

因此，木材力学性质指标有顺纹、横纹、径向、弦向之分。

1.1.4了解木材力学性质的意义：掌握木材的特性，合理选才、用材。

2.1木材力学基础理论（stress and strain）应力定义：材料在外力作用下，单位面积上产生的内力，包括压应力、拉应力、剪应力、弯应力等。

单位：N/mm2(=MPa)压缩应力：短柱材受压或受拉状态下产生的正应力称为压缩应力；压应力：σ=-P/A拉伸应：短柱材受压或受拉状态下产生的正应力称为拉伸应力；拉应力：σ=P/A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；τ=P/A Q应变定义：外力作用下，物体单位长度上的尺寸或形状的变化；应变：ε=±⊿L / L应力与应变的关系应力—应变曲线：曲线的终点M表示物体的破坏点。

1．化学性质化学组成——纤维素、木质素和半纤维素是构成细胞壁的主要成分，此外还有脂肪、树脂、蛋白质、挥发油以及无机化合物等。

木材对酸碱有―定的抵抗力，对氧化性能强的酸，则抵抗力差；对强碱，会产生变色、膨胀、软化而导致强度下降。

―般液体的浸透对木材的影响较小。

2．物理性质1）含水量木材中的含水量以含水率表示，指所含水的质量占干燥木材质量的百分比。

木材内部所含水分，可分为以下三种。

（1）自由水。

存在于细胞腔和细胞间隙中的水分。

自由水的得失影响木材的表观密度、保存性、燃烧性、抗腐蚀性、干燥性、渗透性。

（2）吸附水。

被吸附在细胞壁内细纤维间的水分。

吸附水的得失影响木材的强度和胀缩。

（3）化合水。

木材化学成分中的结合水。

对木材性能无大影响。

纤维饱和点——指当木材中无自由水，仅细胞壁内充满了吸附水时的木材含水率。

树种不同，纤维饱和点随之不同，―般介于25%～35%，平均值约为30%。

纤维饱和点是木材物理力学性质发生变化的转折点。

平衡含水率——木材长期处于―定温、湿度的空气中，达到相对稳定（即水分的蒸发和吸收趋于平衡）的含水率。

平衡含水率是随大气的温度和相对湿度的变化而变化的。

木材的含水率：新伐木材常在35%以上；风干木材在15%～25%；室内干燥木材在8%～15%。

2）湿胀、干缩的特点当木材从潮湿状态干燥至纤维饱和点时，自由水蒸发，其尺寸不变，继续干燥时吸附水蒸发，则发生体积收缩。

反之，干燥木材吸湿时，发生体积膨胀，直至含水量达纤维饱和点为止。

继续吸湿，则不再膨胀，见图10．7．1。

―般地，表观密度大的，夏材含量多的，胀缩就较大。

因木材构造不均匀，其胀缩具有方向性，同―木材，其胀缩沿弦向最大，径向次之，纤维方向最小，见图10．7．1。

这主要是受髓线的影响，其次是边材的含水量高于心材含水量。

图10．7．1含水量对松木胀缩变形的影响木材长期湿胀干缩交替，会产生翘曲开裂。

因而潮湿的木材在加工或使用前应进行干燥处理，使木材的含水率达到平衡含水率，与将来使用的环境湿度相适应。

木材实验报告木材实验报告引言：木材作为一种常见的建筑和制造材料，其性能和特点对于各行各业都具有重要意义。

本实验旨在通过对不同类型的木材进行测试和分析，探究木材的物理和力学性质，以及其在不同环境条件下的变化。

实验方法：本实验选取了三种常见的木材材料：松木、橡木和胡桃木。

首先，我们对每种木材进行了外观检查，观察其纹理、颜色和质地等特点。

接下来，我们使用万能试验机对木材进行了弯曲强度和抗拉强度的测试。

最后，我们将每种木材放置在不同湿度条件下，测量其吸湿性和收缩性。

实验结果：外观检查结果显示，松木具有明显的纵向纹理，颜色较浅，质地相对较软；橡木则具有均匀的纹理，颜色较深，质地相对较硬；胡桃木则呈现出独特的深色纹理，质地坚硬。

在弯曲强度测试中，我们发现胡桃木具有最高的弯曲强度，其次是橡木，而松木的弯曲强度最低。

这是由于胡桃木的纤维结构更加紧密，使其具有更好的抗弯性能。

在抗拉强度测试中，橡木表现出最高的抗拉强度，胡桃木次之，而松木的抗拉强度最低。

这是因为橡木的纤维结构更加均匀，且纤维间的结合力更强。

在湿度测试中，我们将每种木材放置在不同湿度的环境中，测量其吸湿性和收缩性。

结果显示，松木对湿度的变化最为敏感，吸湿性和收缩性都较高；橡木次之，而胡桃木对湿度的变化相对较小。

讨论：根据实验结果，我们可以得出以下结论：1. 不同类型的木材具有不同的外观特点和质地，这与其树种和生长环境有关。

2. 木材的弯曲强度和抗拉强度与其纤维结构和纤维间的结合力密切相关。

3. 湿度对木材的吸湿性和收缩性有显著影响，松木对湿度变化最为敏感。

结论：本实验通过对松木、橡木和胡桃木的测试和分析，揭示了不同类型木材的物理和力学性质。

我们发现，胡桃木具有较高的弯曲强度和抗拉强度，橡木具有较好的抗拉强度，而松木对湿度变化最为敏感。

这些结果对于选择合适的木材材料以及了解其在不同环境下的性能变化具有重要意义。

实验的局限性：本实验仅选取了三种常见木材进行测试，结果可能不具有普适性。

285 学习情境十一 木材及其制品 二、木材的物理性质木材的物理性质对木材的选用和加工有很重要的现实意义。

（一）含水率含水率指木材中水重占烘干木材重的百分数。

木材中的水分可分两部分，一部分存在于木材细胞壁内，称为吸附水；另一部分存在于细胞腔和细胞间隙，称为自由水（游离水）。

当吸附水达到饱和而尚无自由水时，称为纤维饱和点。

木材的纤维饱和点因树种而有差异，为23%～33%。

当含水率大于纤维饱和点时，水分对木材性质的影响很小。

当含水率自纤维饱和点降低时，木材的物理和力学性质随之变化。

木材在大气中能吸收或蒸发水分，与周围空气的相对湿度和温度相适应而达到恒定的含水率，称为平衡含水率。

木材平衡含水率随地区、季节及气候等因素而变化，为10%～18%。

☼小提示新伐木材含水率常在35%以上，风干木材含水率为15%～25%，室内干燥的木材含水率常为8%～15%。

（二）湿胀干缩木材具有显著的湿胀干缩特征。

当木材的含水率在纤维饱和点以上时，含水率的变化并不改变木材的体积和尺寸，因为只是自由水在发生变化。

当木材的含水率在纤维饱和点以内时，含水率的变化会由于吸附水而发生变化。

当吸附水增加时，细胞壁纤维间距离增大，细胞壁厚度增加，则木材体积膨胀，尺寸增加，直到含水率达到纤维饱和点时为止。

此后，木材含水率继续提高，也不再膨胀。

当吸附水蒸发时，细胞壁厚度减小，则体积收缩，尺寸减小。

也就是说，只有吸附水的变化，才能引起木材的变形，即湿胀干缩。

木材的湿胀干缩随树种不同而有差异，一般来讲，表观密度大、夏材含量高者胀缩性较大。

由于木材构造不均匀，各方向的胀缩也不一致，同一木材弦向胀缩最大，径向其次，纤维方向最小。

木材干燥时，弦向收缩为6%～12%，径向收缩为3%～6%，顺纤维方向收缩仅为0.1%～0.35%。

弦向胀缩最大，主要是受髓线影响所致。

木材的湿胀干缩对其使用影响较大，湿胀会造成木材凸起，干缩会导致木结构连接处松动。

如长期湿胀干缩交替作用，会使木材产生翘曲开裂。

不同树种木材复合交错层压胶合木的力学性能王志强;付红梅;戴骁汉;那斌;卢晓宁【摘要】Three different wood species, such as Douglas ifr, Radiata pine and Poplar were used to make pure wood species and mixed wood species cross-laminated timber (CLT) by putting Poplar lumbers at the core and other two wood lumbers at the outer surfaces. The mechanical properties tested in this study were the bending strength in the major direction, modulus of elasticity in the major direction, shear strength parallel to the grain and shear strength perpendicular to the grain. The results show the CLT panels only made of Poplar had the least E0 value, which was about 35%lower than that made of mixed Douglas ifr and Poplar. It was found that the mechanical strength of CLT panels containing poplar were similarto those made of non-poplar wood. The wood species and configurationof CLT significantly affected the failure mode. The main failure found were finger joint failure, delamination and rolling shear failure.%采用花旗松、辐射松和杨木，即将杨木置于芯层，花旗松或者辐射松置于表层，压制单一树种和混合树种交错层压胶合木（Cross-laminated timber, CLT），对材料进行顺纹抗弯、顺纹抗剪和横纹抗剪性能测试。