木材表面密實(shí)化是提高木材表面密度和硬度的有效方法,以往研究中大多采用平壓法,木材表面密度提高的同時(shí)中心層也得到了密實(shí),損耗了材積,因此有必要探索一種低材積損耗的木材表面密實(shí)方法。采用柱面加壓法對木材進(jìn)行表面密實(shí),以半無限平面的線載荷理論為基礎(chǔ),利用有限元分析軟件對柱面加壓法木材表面密實(shí)進(jìn)行模擬,優(yōu)選出了柱面加載頭的半徑大小,并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,探求加載頭半徑對木材表面密實(shí)效果的影響。半無限平面的線載荷理論分析表明,柱面法加壓時(shí),應(yīng)力分布由表層向下逐漸衰減,與平壓法中力的等值傳遞相比更適合木材的表面密實(shí),且圓柱體半徑越小,表面密實(shí)效果越好;有限元模擬結(jié)果更直觀地表明了柱面加壓時(shí)的應(yīng)力分布情況,密實(shí)層均集中于表層,且加載頭半徑越小,密實(shí)層越集中于表層且越密實(shí),壓縮量越大,表面密實(shí)層厚度越大且越密實(shí),根據(jù)模擬結(jié)果優(yōu)選加載頭半徑的大小為10mm及以下;實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的結(jié)果與理論分析及有限元模擬結(jié)果一致,當(dāng)采用半徑5 mm加載頭壓縮3 mm時(shí),表面密實(shí)層最大密度達(dá)到783 kg·m^-3,比未密實(shí)前提高了82.6%,表面硬度和耐磨性也顯著提高,但材積損耗僅為12%,較平壓法大大減少了材... 

【文章來源】：安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2020,47(03)CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

圓柱體與半無限平面的接觸模型

分別繪制的關(guān)系曲線圖，如下：由圖2可以看出，對于σx和σz，隨著z的增大，σx和σz逐漸減��；對于τxz，在較小的范圍內(nèi)波動，并隨著z的增大逐漸趨于零，因此，此物體受力狀態(tài)下的應(yīng)力也帶有局部性質(zhì)，與平壓法中力的等值傳遞相比，更適合木材的表面密實(shí)。

同一壓縮量不同半徑加載頭壓縮時(shí)的表層塑性變形區(qū)域如圖3所示。紅色區(qū)域部分為超過屈服強(qiáng)度區(qū)域，即發(fā)生塑性變形區(qū)域，由圖3可以看出，同一壓縮量，加載頭半徑越小，試件表層發(fā)生塑性變形的區(qū)域也越小，即表面密實(shí)層厚度越小，但區(qū)域內(nèi)應(yīng)力的均值更大，說明表面密實(shí)程度越好，例如同樣壓縮5 mm，加載頭半徑為10 mm時(shí)，試件表層約7 mm發(fā)生了塑性變形，應(yīng)力變化范圍為5.259～4.510 MPa，而加載頭半徑為20 mm時(shí)，試件表層約11 mm發(fā)生了塑性變形，應(yīng)力變化范圍5.137～4.510 MPa。圖4 加載頭半徑10 mm時(shí)不同壓縮量壓縮后表層塑性變形區(qū)域

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]軟質(zhì)木材的表面密實(shí)化[J]. 賀宏奎,常建民.  木材工業(yè). 2007(02)

碩士論文
[1]毛白楊木材層狀壓縮位置和厚度可控性及其變形固定[D]. 夏捷.中國林業(yè)科學(xué)研究院 2014
[2]硅溶膠/VAE改性速生楊木的研究[D]. 王薇.中南林業(yè)科技大學(xué) 2014



本文編號：3512487