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测试木材剪切模量的悬臂方板扭转振动法
1
作者 兰昕苑 王正 +3 位作者 邹红艳 齐亮 王军 陈清平 《林业工程学报》 北大核心 2025年第1期136-143,共8页
为提高动态测试木材主向剪切模量的精度和适用性,提出了一种动态测试木材主向面上2个相互垂直方向剪切模量的方法,即悬臂方板扭转振动法。首先根据能量原理和回归分析得到悬臂方板扭转振动法测试木材主向剪切模量的推算公式及其相应的(... 为提高动态测试木材主向剪切模量的精度和适用性,提出了一种动态测试木材主向面上2个相互垂直方向剪切模量的方法,即悬臂方板扭转振动法。首先根据能量原理和回归分析得到悬臂方板扭转振动法测试木材主向剪切模量的推算公式及其相应的(弦向面LT向、径向面LR向和横切向面RT向)悬臂方板振型系数公式;然后得到弦向面TL向悬臂方板的振型系数公式,以此测试木材弦向面TL向的剪切模量;最后对6个树种、3个木材主向和宽厚比6~30的悬臂方板进行木材主向剪切模量仿真计算。从仿真结果分析了利用悬臂方板扭转振动法测试木材主向剪切模量的有效性;同时,宽厚比为15的悬臂方板用于测试木材主向剪切模量具有足够精度。通过应用悬臂方板扭转振动法测试了落叶松[Larix gmelinii(Rupr.)Kuzen]弦向面LT向(试件长和宽分别沿木材L向和T向)和TL向(试件长和宽分别沿木材的T向和L向)的剪切模量以及杨木LVL板材的纵向和横向剪切模量。研究结果表明:对于宽厚比约为15和10的悬臂方板,落叶松LT向与TL向的剪切模量测试值之比分别为1.09和1.16;而LVL纵向与横向剪切模量测试值之比分别为1.01和1.14。悬臂方板扭转振动法测试落叶松LT向剪切模量的有效性得到了非对称四点弯曲梁法(静态)和自由板扭转振型法、自由方板扭转模态法(动态)的试验验证。因此,悬臂方板扭转振动法成功地表明木材主向面上相互垂直方向的剪切模量在数值上存在差异,其差异大小与悬臂方板的宽厚比有关。 展开更多
关键词 木材 悬臂 方板 剪切模量 动态测试 扭转振动法 尺寸效应
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提高木材弹性模量和泊松比测试精度的四点弯曲梁法
2
作者 王正 徐添铕 +4 位作者 邹红艳 许本欢 周宇昊 宋利明 陈清平 《中南林业科技大学学报》 北大核心 2025年第2期216-228,共13页
【目的】探究影响四点弯曲梁法测试木材弹性模量和泊松比精度的因素,给出提高测试精度的方法。【方法】应用ANSYS19静力模块对云杉、欧洲赤松和山毛榉的弦向、径向和横向梁试件,在对称加载四点弯曲时进行应力、应变和挠度分析;从挠度和... 【目的】探究影响四点弯曲梁法测试木材弹性模量和泊松比精度的因素,给出提高测试精度的方法。【方法】应用ANSYS19静力模块对云杉、欧洲赤松和山毛榉的弦向、径向和横向梁试件,在对称加载四点弯曲时进行应力、应变和挠度分析;从挠度和应变作为测量参量计算的弹性模量结果,给出测试木材弹性模量合宜的测量参量,即应变;从试验方面探索其试件表面木纹分布及其经受的应力性质对试件表面中心点的横向应变和纵向应变的影响。【结果】对称加载的四点弯曲梁在纯弯曲段跨中表面上存在数值十分微小的横向应力;该梁段的上、下表面中心线上各点的纵向应力与纵向应变的比值相当好地吻合于弹性模量参考值;横向应变与纵向应变比值的绝对值仅在跨中附近区域内(x/l=0.45~0.55)与其泊松比参考值相吻合;试件表面木纹分布及其经受的应力性质对试件上下表面中心点的横向应变影响大,而对纵向应变影响甚微。【结论】对称四点弯曲梁应变法以应变作为测量参量推算的弹性模量精度,从适用的试件尺寸范围和剪力的影响来说优于挠度参量,采用480 mm×20 mm×20 mm梁试件测试跨中挠度推算出的弹性模量才有足够精度;2组半桥测试的四点弯曲法成功地提高了木材泊松比的测试精度;对于落叶松弦向、径向和云杉横向以及LVL试件,应用四点弯曲梁应变法测试的弹性模量和泊松比,与轴向拉伸法和动态梁法测试结果相当吻合。 展开更多
关键词 四点弯曲梁应变法 挠度 应变 测试 弹性模量 泊松比 精度
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动态测试木材泊松比的悬臂梁1/3跨贴片法
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作者 王正 张栋 +3 位作者 邹红艳 陈清平 宋利明 张一凡 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期128-135,共8页
【目的】提出一种悬臂梁1/3跨贴片法,以简化木材泊松比测试方法并提高测试精度。【方法】基于梁一阶弯曲振动的应力和应变分析提出一种动态测试木材泊松比的方形截面悬臂梁1/3跨贴片法。首先,对于云杉、欧洲赤松和山毛榉3个主向方形截... 【目的】提出一种悬臂梁1/3跨贴片法,以简化木材泊松比测试方法并提高测试精度。【方法】基于梁一阶弯曲振动的应力和应变分析提出一种动态测试木材泊松比的方形截面悬臂梁1/3跨贴片法。首先,对于云杉、欧洲赤松和山毛榉3个主向方形截面悬臂梁试件,长厚比为8、10、12、16和20,应用ANSYS 19模态程序块计算其一阶弯曲模态应力和应变,确定横向应变与纵向应变比值的绝对值-ε_(y)/ε_(x)-x/l曲线以及横向应力σy=0的位置;其次,根据方形截面悬臂梁线的变化特征以及其上贴于距试件悬臂端l/3处);最后,利用1/3跨贴片法动态测试落叶松弦向(LT)和径向(LR)、西加云杉横切向(TR和TL)以及单板层积材(LVL)纵向和横向的泊松比。【结果】采用对称加载的四点弯曲梁法和轴向拉伸法试验验证了1/3跨贴片法动态测试木材泊松比的有效性(3种方法测试的落叶松、西加云杉和LVL泊松比十分吻合);从试验方面说明1/3跨贴片法与σ_(y)=0贴片法测试木材泊松比的一致性(1/3跨贴片法动态测试的落叶松和西加云杉的泊松比与σ_(y)=0贴片法相当吻合)。【结论】方形截面悬臂梁1/3跨贴片法除具有试验操作简单和测试精度高的优点外,用3根方形截面悬臂梁试件即可动态测试LT、LR、RT、RL、TR和TL共6个木材主向泊松比,优于悬臂板试件σ_(y)=0贴片法;该方法采用长厚比8~20的方形截面悬臂梁试件,适用于测试木材6个主向泊松比,贴片位置与木材主向和试件尺寸无关。 展开更多
关键词 木材 泊松比 正方形截面 悬臂梁 1/3跨贴片法 动态测试
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瞬态激励法动态测试重组竹弹性模量、剪切模量和泊松比 被引量：1
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作者 徐齐云 谷晓雨 +3 位作者 王正 陈林碧 许斌 陈清平 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第5期70-78,共9页
重组竹是一种竹质新材料,其是以竹束为构成单元,经干燥与施胶后于模具中胶合而成的一种型材,完全弥补了原生竹材的结构缺陷。重组竹拥有良好的力学性能、优良的质感以及较高的美学价值,且其本身为绿色环保、可持续供给的生物质材料,因... 重组竹是一种竹质新材料,其是以竹束为构成单元,经干燥与施胶后于模具中胶合而成的一种型材,完全弥补了原生竹材的结构缺陷。重组竹拥有良好的力学性能、优良的质感以及较高的美学价值,且其本身为绿色环保、可持续供给的生物质材料,因此作为建筑材料的潜力极强。弹性常数是衡量重组竹作为建筑材料的力学性能重要指标,为了快速、简便、无损、准确地检测重组竹材料的弹性常数,分别采用自由板和悬臂板瞬态激励法动态测试了重组竹试件的弹性模量E、剪切模量G和泊松比μ,利用静态四点弯曲法试验验证了重组竹动态弹性模量、剪切模量和泊松比的准确性和可靠性,并对重组竹整板质量等级、均质性和尺寸效应等进行了机理分析与评价。结果表明,重组竹的动态弹性模量、剪切模量和泊松比均值分别为11797 MPa,1579 MPa和0.311,符合GB/T 40247—2021《重组竹》中结构用重组竹的要求。重组竹为各向异性材料,动、静态法测得的重组竹试件弹性常数一致,且本动态测试法相较于其他传统方法具有快捷、便利、重复性好和精度高等优势。 展开更多
关键词 重组竹 弹性常数 动态测试 静态验证 自由板瞬态激励 悬臂板瞬态激励 四点弯曲法验证试验
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竹帘竹胶合板弹性常数的动态测试与分析 被引量：1
5
作者 兰昕苑 谷晓雨 +3 位作者 陈清平 许斌 杨小军 王正 《林产工业》 北大核心 2023年第7期12-19,共8页
竹胶合板的弹性常数是决定其力学性能的重要指标。为了快速、简便、准确地检测竹帘竹胶合板的弹性模量、剪切模量和泊松比,采用自由板模态法和自由板瞬态激励法动态测试了竹帘竹胶合板的纵、横向板试件的弹性模量E和剪切模量G,采用悬臂... 竹胶合板的弹性常数是决定其力学性能的重要指标。为了快速、简便、准确地检测竹帘竹胶合板的弹性模量、剪切模量和泊松比,采用自由板模态法和自由板瞬态激励法动态测试了竹帘竹胶合板的纵、横向板试件的弹性模量E和剪切模量G,采用悬臂板瞬态激励法动态测试了竹帘竹胶合板的泊松比μ;利用静态四点弯曲法试验验证了动态测试竹帘竹胶合板弹性模量、剪切模量和泊松比的准确性与可靠性;并对整板的质量等级、均质性和尺寸效应等进行了机理分析与评价。结果表明:竹帘竹胶合板的动态弹性模量、剪切模量和泊松比均值分别为0.7 GPa、1300 MPa和0.12,均符合GB/T13123—1991和LY/T 1575—2000中一等品规定要求;竹帘竹胶合板不满足G=E/2(1+μ)的关系式,为各向异性材料;动静态法测试得到竹帘竹胶合板试件弹性常数值一致,且动态测试法具有快速、简便、重复性好和精度高等优点。 展开更多
关键词 竹胶合板 弹性模量 剪切模量 泊松比 动态测试 四点弯曲法验证试验
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现代木结构建筑防火性能的研究与展望 被引量：2
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作者 谢雨宏 张慕瑶 +3 位作者 张陆 王孜怡 陈清平 王正 《林业机械与木工设备》 2023年第7期4-8,共5页
随着我国经济发展及人们生活水平的提高,现代木结构已成为一个新的研究热点,木结构建筑防火也成为重点研究领域。以国内外木结构建筑防火性能研究成果为基础,对木结构建筑防火设计规范中木材阻燃处理、木结构建筑构件及节点防火性能等... 随着我国经济发展及人们生活水平的提高,现代木结构已成为一个新的研究热点,木结构建筑防火也成为重点研究领域。以国内外木结构建筑防火性能研究成果为基础,对木结构建筑防火设计规范中木材阻燃处理、木结构建筑构件及节点防火性能等研究现状进行了梳理,指出当前我国木结构建筑防火工作中所面临的一些问题及今后进一步深入研究的工作重点,对于后续研究工作的展开具有一定的借鉴意义,也有利于促进相关工程应用发展。 展开更多
关键词 现代木结构 防火性能 研究现状
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