本发明涉及一种木材加工方法,具体涉及一种基于对木材的弯曲性能进行计算的方法。
背景技术:
木材是能够次级生长的植物,如乔木和灌木,所形成的木质化组织。这些植物在初生生长结束后,根茎中的维管形成层开始活动,向外发展出韧皮,向内发展出木材。木材是维管形成层向内的发展出植物组织的统称,包括木质部和薄壁射线。木材对于人类生活起着很大的支持作用。根据木材不同的性质特征,人们将它们用于不同途径。
木材可分为针叶树材和阔叶树材两大类。杉木及各种松木、云杉和冷杉等是针叶树材;柞木、水曲柳、香樟、檫木及各种桦木、楠木和杨木等是阔叶树材。中国树种很多,因此各地区常用于工程的木材树种亦各异。东北地区主要有红松、落叶松(黄花松)、鱼鳞云杉、红皮云杉、水曲柳;长江流域主要有杉木、马尾松;西南、西北地区主要有冷杉、云杉、铁杉。
树干由树皮、形成层、木质部(即木材)和髓心组成。从树干横截面的木质部上可看到环绕髓心的年轮。每一年轮一般由两部分组成:色浅的部分称早材(春材),是在季节早期所生长,细胞较大,材质较疏;色深的部分称晚材(秋材),是在季节晚期所生长,细胞较小,材质较密。有些木材,在树干的中部,颜色较深,称心材;在边部,颜色较浅,称边材。针叶树材主要由管胞、木射线及轴向薄壁组织等组成,排列规则,材质较均匀。阔叶树材主要由导管、木纤维、轴向薄壁组织、木射线等组成,构造较复杂。由于组成木材的细胞是定向排列,形成顺纹和横纹的差别。横纹又可区别为与木射线一致的径向;与木射线相垂直的弦向。针叶树材一般树干高大,纹理通直,易加工,易干燥,开裂和变形较小,适于作结构用材。某些阔叶树材,质地坚硬、纹理色泽美观,适于作装修用材。
现有对于木材的弯曲性能计算不准确,导致木材加工时不能实现准确的加工,容易对木材内部造成破坏。
技术实现要素:
本发明所要解决的技术问题是现有对于木材的弯曲性能计算不准确,导致木材加工时不能实现准确的加工,容易对木材内部造成破坏,目的在于提供一种基于对木材的弯曲性能进行计算的方法,解决现有对于木材的弯曲性能计算不准确,导致木材加工时不能实现准确的加工,容易对木材内部造成破坏的问题。
本发明通过下述技术方案实现:
基于对木材的弯曲性能进行计算的方法,
(1)未经软化处理,直接进行弯曲,此时弯曲后中心线长度保持不变,等于木材原长l,此为中性层,
式中:r—弯曲曲率半径,mm,
h—弯曲方材厚度,mm,
外层受拉伸,拉伸面的伸长量为l,此时拉伸面总长度为:
相对拉伸应变:
ε1=δl/l=h/2r,
弯曲性能:h/r=2ε1,
在室温条件下,将材料直接弯曲,其拉伸面允许的拉伸应变不能超过1.0%-1.5%,故未经任何软化处理直接弯曲的弯曲性能通常只能达到
h/r=1/50~1/33
因树种不同,弯曲性能也有所不同,但从上式可以看出,材料在一定厚度的条件下,不可能将其弯曲到较小的弯曲半径;
(2)经软化处理后进行弯曲:
经处理后其拉伸面的允许应变增至1.5%-2%,此时弯曲性能相应有所提高,
h/r=1/33~1/25
但h一定时,仍不能弯到所需的很小曲率半径;
(3)经软化处理并用金属带进行弯曲:
弯曲时,拉伸面因受到金属带抗拉强度高的抑制,可不超过允许的木材拉伸应变值,而弯成所需的弯曲程度,则通过增加压缩面允许的压缩应变量来达到,拉伸面长度:
压缩长度:
由上两式得出,采用金属带后的木材弯曲性能为:
h/r=(ε1+ε2)/(1-ε2)
式中:r—弯曲样摸的半径,mm,
ε1—拉伸面允许应变;
ε2—压缩面允许应变。
本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:该方法能够准确计算出木材的弯曲性能,从而为木材的加工提供准确的参数,保证了木材受力的承受性。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。
实施例:
基于对木材的弯曲性能进行计算的方法,
(1)未经软化处理,直接进行弯曲,此时弯曲后中心线长度保持不变,等于木材原长l,此为中性层,
式中:r—弯曲曲率半径,mm,
h—弯曲方材厚度,mm,
外层受拉伸,拉伸面的伸长量为l,此时拉伸面总长度为:
相对拉伸应变:
ε1=δl/l=h/2r,
弯曲性能:h/r=2ε1,
在室温条件下,将材料直接弯曲,其拉伸面允许的拉伸应变不能超过1.0%-1.5%,故未经任何软化处理直接弯曲的弯曲性能通常只能达到
h/r=1/50~1/33
因树种不同,弯曲性能也有所不同,但从上式可以看出,材料在一定厚度的条件下,不可能将其弯曲到较小的弯曲半径;
(2)经软化处理后进行弯曲:
经处理后其拉伸面的允许应变增至1.5%-2%,此时弯曲性能相应有所提高,
h/r=1/33~1/25
但h一定时,仍不能弯到所需的很小曲率半径;
(3)经软化处理并用金属带进行弯曲:
弯曲时,拉伸面因受到金属带抗拉强度高的抑制,可不超过允许的木材拉伸应变值,而弯成所需的弯曲程度,则通过增加压缩面允许的压缩应变量来达到,拉伸面长度:
压缩长度:
由上两式得出,采用金属带后的木材弯曲性能为:
h/r=(ε1+ε2)/(1-ε2)
式中:r—弯曲样摸的半径,mm,
ε1—拉伸面允许应变;
ε2—压缩面允许应变。
该方法能够准确计算出木材的弯曲性能,从而为木材的加工提供准确的参数,保证了木材受力的承受性。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。