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木材断裂行为及其声发射特性研究

王坚伟  
【摘要】: 本文以线弹性断裂力学为理论基础,研究木材作为一种生物质材料的断裂行为。主要通过理论和实验两方面加以阐述: 理论上着重分析了线弹性断裂力学在木材断裂韧度测试中的应用前提,强调了平面应变及小范围屈服对试件尺寸的要求,在实验中以传统的试件和新型的试件相对比,首次在国内使用sandwich试件测定木材的断裂韧度,结果表明与传统的试件结果很接近,且可操作性更强。同时将声发射技术与木材断裂过程相结合,率先通过振铃法准确判断断裂的临界点,保证了测试值的有效性。提出了断裂能的测试和计算方法,为防断裂设计提供依据。最后将前文所研究的内容与实际木结构应用相结合,提出了在规格材分等中将断裂韧度作为除弹性模量或弯曲强度以外的一个重要指标作为参考,同时在木结构设计中考虑木材作为一种生物质材料的特殊性,举例说明了除传统允许应力设计以外需要考虑的方面,以保证木结构建筑的安全。 本文既是对木材材性的一个基础研究,又以新型的试件和测试手段更加准确有效的测定木材断裂的重要参数。并且将所研究的内容与实际应用有机结合,对木材材性的研究、规格材的分等以及木结构设计都具有重要意义。


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