木材各向異性是如何引起應(yīng)力與變形的?

對于生產(chǎn)上用的木料來說，除了因含水率梯度所引起的應(yīng)力外，還會發(fā)生因弦向干縮與徑向干縮的不同而引起的附加應(yīng)力。這種應(yīng)力變形與木材橫斷面上的年輪分布有關(guān)。通常徑切板幾乎不產(chǎn)生附加應(yīng)力，雖然這種板材的徑向午縮和弦向干縮也有不同，但由于上下兩半是對稱的，在木料厚度的不同層次上干縮較均勻，不會引起不均勻的變形。但弦切板的外板面(靠近樹皮的面)接近于弦向，它的干縮大于接近徑向的內(nèi)板面(距樹皮較遠的面)，結(jié)果板材向外板面翹曲[見圖1-28(a)]。但實際干燥作業(yè)中，板材都堆積成材堆，由于材堆及頂部壓塊的質(zhì)量，使板材產(chǎn)生附加的應(yīng)力以抑制其翹曲。這樣板材的外板面就產(chǎn)生附加的拉應(yīng)力，而內(nèi)板面產(chǎn)生附加的壓應(yīng)力。這種附加的應(yīng)力與含水率梯度無關(guān)。但板材外板面的這種拉應(yīng)力與木材中含水率不均勻引起的拉應(yīng)力相疊加，很容易超過木材的橫紋抗拉強度，引起外板面開裂。

 

圖1-28木材各向異性引起的變形

徑級大的原木或有髓心的方材干燥時，圓周方向(接近弦向)的干縮大于半徑方向的干縮，結(jié)果在表層區(qū)域產(chǎn)生附加的拉應(yīng)力，中心區(qū)域產(chǎn)生附加的壓應(yīng)力(這種應(yīng)力與含水率分布無關(guān))。在干燥初期，表層的這種附加拉應(yīng)力與含水率不均勻引起的拉應(yīng)力相疊加，使得表層的拉應(yīng)力很大，若超過木材的橫紋抗拉強度，就會引起徑裂