木材动态黏弹性基础研究

前言
第1章 木材黏弹性的概念 1
1.1 引言 1
1.2 木材力学性能的特点 2
1.3 弹性材料的模量、柔量和泊松比 3
1.4 黏性流体的黏度 8
1.5 黏弹性材料的力学行为 10
1.6 木材的黏弹性 12
1.6.1 木材黏弹性的分类 12
1.6.2 高聚物的力学状态和热转变 13
1.6.3 木材的松弛转变 15
第2章 木材动态黏弹性基础理论 16
2.1 引言 16
2.2 黏弹性材料的动态力学性能基本参数 16
2.3 黏弹性材料的动态力学性能温度谱 19
2.3.1 微观分子运动与宏观性质的关系简述 19
2.3.2 动态力学性能温度谱 22
2.4 黏弹性材料的动态力学性能频率谱 29
2.4.1 分子运动活化能 30
2.4.2 减震阻尼 31
2.5 黏弹性材料的动态力学性能时间谱 34
2.6 黏弹性与时间、温度的关系——时温等效原理 35
第3章 木材动态黏弹性的实验原理与方法 39
3.1 引言 39
3.2 动态力学分析仪的基本结构与性能 40
3.3 形变模式的理论计算 43
3.3.1 拉伸模式 43
3.3.2 压缩模式 45
3.3.3 弯曲模式 46
3.3.4 剪切三明治模式 48
3.4 基本实验模式与选择 50
3.4.1 单点测定 50
3.4.2 应变扫描 50
3.4.3 温度扫描 50
3.4.4 频率扫描 51
3.4.5 频率-温度扫描 52
3.4.6 多频温度扫描 52
3.4.7 时间扫描 52
3.5 影响动态力学分析实验结果的因素 53
3.5.1 动态黏弹性能测试值的相对性 53
3.5.2 影响贮存模量测试值的因素 53
3.5.3 影响力学松弛转变温度测试值的因素 54
3.5.4 关于动态力学分析实验中的误差 54
第4章 木材动态黏弹性的主要影响因子解析 56
4.1 引言 56
4.2 组织构造 56
4.2.1 树种、应力木与正常材 56
4.2.2 心材与边材、幼龄材与成熟材 57
4.2.3 纹理方向 57
4.2.4 早材与晚材 58
4.2.5 微纤丝角 58
4.3 化学成分 58
4.3.1 弹性纤维 59
4.3.2 黏弹性基体 59
4.3.3 抽提物 60
4.4 水分 60
4.5 温度 61
第5章 木材线性黏弹区域的温度与含水率依存性 62
5.1 引言 62
5.2 材料与方法 63
5.2.1 试样制备 63
5.2.2 试样含水率调整 63
5.2.3 动态应变扫描实验 63
5.2.4 线性黏弹区域的确定 66
5.3 全干材的线性黏弹区域 66
5.3.1 线性黏弹区域的温度依存性 66
5.3.2 临界应变值对测量频率的响应 70
5.3.3 弹性势能与屈服应力的计算 71
5.4 湿材的线性黏弹区域 72
5.4.1 不同含水率木材线性黏弹区域的温度依存性 72
5.4.2 不同含水率木材的弹性势能与屈服应力 78
5.5 本章小结 79
第6章 木材动态黏弹性的各向异性 81
6.1 引言 81
6.2 材料与方法 81
6.2.1 试样制备 81
6.2.2 试样含水率的调整 82
6.2.3 动态黏弹性能温度谱测定 82
6.3 木材贮存模量的各向异性 83
6.4 木材损耗模量与损耗因子的各向异性 86
6.5 本章小结 88
第7章 木材动态黏弹性能温度谱 90
7.1 引言 90
7.2 材料与方法 90
7.2.1 试样制备 90
7.2.2 全干材的制备 90
7.2.3 试样含水率的调整 90
7.2.4 动态黏弹性能温度谱测定 91
7.3 全干材的动态黏弹性能温度谱 91
7.3.1 贮存模量温度谱 91
7.3.2 损耗模量温度谱 93
7.3.3 力学损耗峰温度 94
7.4 木材动态黏弹性的含水率依存性 95
7.4.1 单频测定条件下木材的动态黏弹性 95
7.4.2 复频测定条件下木材的动态黏弹性 97
7.4.3 木材力学松弛过程的表观活化能 99
7.5 湿热环境中木材动态黏弹性能温度谱 101
7.5.1 单频测定条件下的温度谱 101
7.5.2 复频测定条件下的温度谱 103
7.6 本章小结 107
第8章 木材动态黏弹性能时间谱 109
8.1 引言 109
8.2 材料与方法 110
8.2.1 试样制备 110
8.2.2 全干材的制备 110
8.2.3 试样含水率的调整 110
8.2.4 动态黏弹性能时间谱测定 110
8.3 热作用温度和时间对全干材动态黏弹性的影响 111
8.3.1 试样质量变化 111
8.3.2 恒温过程的贮存模量时间谱 112
8.3.3 恒温过程的损耗模量和损耗因子时间谱 114
8.4 温湿度场中不同含水率木材的动态黏弹性能时间谱 117
8.4.1 试样含水率的变化 117
8.4.2 湿热耦合作用过程的贮存模量时间谱 118
8.4.3 湿热耦合作用过程的损耗因子时间谱 124
8.5 本章小结 128
第9章 木材动态黏弹性能频率谱 130
9.1 引言 130
9.2 材料与方法 130
9.2.1 试样制备 130
9.2.2 动态黏弹性能频率谱测定 131
9.3 稳态试样的动态黏弹性 131
9.4 稳态试样与非稳态试样的动态黏弹性比较 134
9.5 本章小结 140
第10章 木材动态黏弹性的时温等效原理适用性分析 141
10.1 引言 141
10.2 材料与方法 142
10.2.1 试样制备 142
10.2.2 全干材的制备 142
10.2.3 试样含水率调整 142
10.2.4 实验仪器 142
10.2.5 基础数据测定 143
10.2.6 数据分析 143
10.3 主曲线的合成 145
10.4 移动因子与温度关系曲线的模型拟合 153
10.5 木材时温等效原理适用性评价 156
10.6 本章小结 156
参考文献 157