影響木材干燥應(yīng)力與應(yīng)變得出的結(jié)論！

　　初探木材干燥過程中應(yīng)力與應(yīng)變檢測方法。木材干燥過程中，影響干燥質(zhì)量的既有彈性應(yīng)力，又有殘余應(yīng)力;干燥過程結(jié)束，且木材厚度上的含水率分布均勻后，彈性應(yīng)變已經(jīng)消失，此后繼續(xù)影響干燥質(zhì)量的是殘余應(yīng)力。

　　1.木材徑弦向干縮不一致引起的應(yīng)力與變形

　　根據(jù)木材弦向干縮系數(shù)約是徑向的2倍的特性，分析三種木材的干縮、應(yīng)力與變形情況。

　　a徑切板

　　板面均是徑切面，板厚都為弦向，干縮均勻，不會引起附加的應(yīng)力和變形。

　　b弦切板

　　外板面(靠近樹皮的面)接近弦向，其干縮量大于接近徑向的內(nèi)板面(靠近髓心的面)，因此，干燥時其力向外板面翹曲，但實(shí)際干燥生產(chǎn)中，板材都堆積成材堆，并在其頂部置壓塊以防止木材翹曲變形，由于材堆及壓塊的重量，對板材產(chǎn)生附加的壓力以抑制其翹曲，因而板材的外板面就產(chǎn)生附加拉應(yīng)力，而內(nèi)板面產(chǎn)生附加壓應(yīng)力。這種應(yīng)力與含水率梯度無關(guān)。外板面的附加拉應(yīng)力與含水率不均勻引起的表面拉應(yīng)力相疊加，很容易引起外板面的表裂。

　　c帶髓心的方材

　　其四個表面接近弦切面，其干縮量比直徑方向的大，干燥時四個表面的干縮受到內(nèi)部直徑方向木材的抑制，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)力同樣與含水率梯度無關(guān)。這種附加的表層拉應(yīng)力與干燥初期含水率梯度引起的拉應(yīng)力相疊加，很易引起表裂和徑裂。所以帶髓心的方材，干燥時很容易產(chǎn)生缺陷。木材厚度上含水率不均引起的應(yīng)力與變形.

　　2.木材厚度上含水率不均引起的應(yīng)力與變形

　　干燥過程中，不考慮木材干縮的各向異性，并假定僅在木材厚度上發(fā)生水分移動，則厚度上含水率分布、應(yīng)力與變形的變化可按四個階段分析：

　　a.干燥初始尚未產(chǎn)生應(yīng)力的階段。此階段中盡管表層含水率低，厚度上含水率分布不均，但都在纖維飽和點(diǎn)之上，不產(chǎn)生干縮，因而不產(chǎn)生應(yīng)力。

　　b.干燥初期，應(yīng)力外拉內(nèi)壓階段。干燥過程開始后，木材表面自由水先蒸發(fā)，經(jīng)過一段較短時間(取決于干燥介質(zhì)的溫度和相對濕度)后，表層含水率降到纖維飽和點(diǎn)之下，斷面上含水率梯度增大、且出現(xiàn)“濕線”，“濕線”以外區(qū)域降到纖維飽和點(diǎn)以下，以內(nèi)區(qū)域仍高于纖維飽和點(diǎn)。隨著干燥的進(jìn)行，“濕線”不斷向內(nèi)移動。

　　木材表層因含水率在纖維飽和點(diǎn)以下，所以要產(chǎn)生干縮，但內(nèi)部各層含水率高于纖維飽和點(diǎn)、尺寸不變，因而牽制表層的干縮，故表層因該牽制受拉應(yīng)力，內(nèi)部則同時受壓應(yīng)力。又因?yàn)楦稍锍跗谀静臋M斷面上，含水率降到纖維飽和點(diǎn)以下的區(qū)域較薄，相應(yīng)受拉應(yīng)力的區(qū)域較小，而受壓應(yīng)力的區(qū)域較大，且總拉力與總壓力相平衡，所以，內(nèi)部單位面積上的壓應(yīng)力較小，而表層單位面積上的拉應(yīng)力相當(dāng)大，且很快發(fā)展、達(dá)到最大拉應(yīng)力，當(dāng)該應(yīng)力大于表層抗拉強(qiáng)度極限時，即產(chǎn)生裂紋。這也是干燥初期易產(chǎn)生表裂的主要原因。

　　由于木材是彈性-塑性體，當(dāng)表層拉應(yīng)力超過其比例極限時，就會產(chǎn)生塑性變形，或拉應(yīng)力雖沒超過比例極限，但受力時間長會產(chǎn)生蠕變，從而產(chǎn)生塑化固定。

　　隨著干燥過程的進(jìn)行，“濕線”不斷內(nèi)移，即表層以內(nèi)的一些區(qū)域也逐漸降到纖維飽和點(diǎn)之下，受拉應(yīng)力的區(qū)域逐漸擴(kuò)大，而內(nèi)部在纖維飽和點(diǎn)以上的受壓應(yīng)力作用的區(qū)域則逐漸減小。因此，表層單位面積上的拉應(yīng)力逐漸減小，而內(nèi)部單位面積上的壓應(yīng)力逐漸增大，并達(dá)到最大值，但內(nèi)層壓應(yīng)力發(fā)展較慢。

　　c.干燥中期，內(nèi)外應(yīng)力暫時平衡階段。該階段表層由于嚴(yán)重的拉伸塑化固定，產(chǎn)生受限干縮，表層的梳齒長度比自由干縮應(yīng)該達(dá)到的尺寸長。由于其屬自由干縮或因壓縮塑性變形而使其尺寸逐漸接近并暫時等于外層尺寸，這時木材中的內(nèi)外層的應(yīng)力暫時平衡。

　　d.干燥后期，應(yīng)力外壓內(nèi)拉階段。該階段“濕線”繼續(xù)內(nèi)移，木材橫斷面上含水率梯度減緩，由于表層塑化固定已停止了干縮，因而硬化的表層及纖維飽和點(diǎn)之上的心層牽制了中間層的收縮，使中間層產(chǎn)生拉應(yīng)力、表層及心層產(chǎn)生壓應(yīng)力，表層和中間層發(fā)生了應(yīng)力轉(zhuǎn)變。繼續(xù)干燥，“濕線”消失，即木材各部位含水率都降到纖維飽和點(diǎn)之下，此時內(nèi)部各層都在表層牽制下產(chǎn)生受限干縮，因而都受拉應(yīng)力，表層迅速達(dá)到最大壓應(yīng)力，內(nèi)部拉應(yīng)力亦相繼達(dá)到最大值。當(dāng)該拉應(yīng)力大于內(nèi)部抗拉強(qiáng)度極限時，即產(chǎn)生裂紋。這也是干燥后期易產(chǎn)生內(nèi)裂的原因。由此可知，內(nèi)裂主要由干燥前期的嚴(yán)重塑化固定引起.