膠合板構(gòu)成及濕變形機(jī)理研究.pdf

1、隨著原材料的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移，膠合板工業(yè)已經(jīng)面臨著一個(gè)多樹種和不同單板搭配使用的問題，通過計(jì)算模型和程序計(jì)算來指導(dǎo)膠合板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具有生產(chǎn)效率高和節(jié)約生產(chǎn)資源的巨大優(yōu)勢(shì)。膠合板等木質(zhì)復(fù)合材料的翹曲變形是一個(gè)既普遍又嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量的問題。通過建立數(shù)學(xué)模型來預(yù)測(cè)和減小木質(zhì)復(fù)合材料的翹曲變形具有重大的實(shí)際意義。 論文首先從經(jīng)典層合板理論和木質(zhì)復(fù)合材料特點(diǎn)出發(fā)，建立了木質(zhì)復(fù)合材料的剛度體系，并應(yīng)用電阻應(yīng)變片電測(cè)技術(shù)，在試件受軸向拉伸和純彎曲

2、載荷情況下，測(cè)出試件上下表面對(duì)應(yīng)位置的應(yīng)變，運(yùn)用復(fù)合材料力學(xué)相關(guān)理論，對(duì)剛度體系進(jìn)行了驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，論文中建立的剛度體系能較好地吻合實(shí)際情況。 在剛度體系應(yīng)用中，以消除耦合效應(yīng)機(jī)理為指導(dǎo)，設(shè)計(jì)了四種不同結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱板坯，著重討論板坯翹曲度與耦合剛度矩陣[B]之間的定性關(guān)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，一般耦合剛度系數(shù)B<,ij>絕對(duì)值越大，板坯翹曲度越大；并且耦合剛度系數(shù)B<,22>，B<,11>。對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)板坯的翹曲度影響最大。同時(shí)，

3、還應(yīng)用剛度體系對(duì)杉木結(jié)構(gòu)膠合板進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過將壓縮杉木單板置于板坯表層和次表層等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，膠合板抗彎彈性模量得到顯著提高，彈性模量實(shí)驗(yàn)值和理論值能較好地吻合，膠合板的彈性性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，該部分內(nèi)容已經(jīng)申請(qǐng)專利。 通過將不同涂膠、熱壓工藝的楊木單板在等溫增濕的環(huán)境中處理，測(cè)量了單板的順紋、橫紋和厚度方向的濕變形。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，不同工藝處理的楊木單板在含水率從絕干到25％左右的范圍內(nèi)，順紋、橫紋和厚度方向上濕應(yīng)變和含水率之間

4、幾乎呈直線關(guān)系，濕脹系數(shù)可視為常數(shù)。同時(shí)，涂膠量、壓力、膠粘劑種類等工藝因素對(duì)單板的橫紋和厚度濕脹系數(shù)影響非常顯著。由于普通膠合板工藝特點(diǎn)，單板間脲醛樹脂對(duì)單板濕脹性能影響低于低分子量的酚醛樹脂，面粉的添加量會(huì)增加單板的濕脹性能；同時(shí)單板壓縮，一方面增加了厚度方向的濕脹性能，另一方面單板被壓密實(shí)，降低了單板順紋和橫紋方向的濕脹性能。 論文根據(jù)相關(guān)理論建立了木質(zhì)復(fù)合材料面內(nèi)及翹曲濕變形計(jì)算模型，通過對(duì)不同結(jié)構(gòu)的膠合板進(jìn)行等溫增濕實(shí)