—抗拉、抗弯、抗剪
Determination of mechanical Properties of wand—tensil a strength、static bending、shearing strength
一、目的与要求：
通过实验：掌握木材各种力学性质指标的测定方法，了解木材力学性质的变异及其与密度、含水量的关系。
二、仪器设备与材料
5吨力学试验机、摆锤式冲击试验机、各种附件、天平、供箱、干燥器、小锯、卡尺，记录表、各种测试试样。 三、试验项目：
（一）木材顺纹抗拉强度试验方法（Method of testing in tensile strength parallel to grain of wood）
1 试样：其形状和尺寸如下图。
顺纹抗拉试样
1—试样；2—木夹垫
①试样纹理必须通直，年轮的切线方向应垂直于试样有效部分（指中部60mm一段)的宽面。试样有效部分与两端夹持部分之间的过渡弧表面应平滑，并与试样中心线相对称。 氯甲酚②软质木材试样，必须在夹持部分的窄面，附以90mm ×14mm×8mm的硬木夹垫，用
胶粘剂固定在试样上。硬质木材试样，可不用木夹垫。
2实验步骤
①在试样有效部分中央，测量厚度和宽度，准确至0.1mm。
②试样两端夹紧在试验机的钳口中，使试样宽面与钳口相接触，两端靠近弧形部分露出20~25mm，竖直地安装在试验机上。
③试验以均匀速度加荷，在1. 5~2min内使试样破坏。将破坏荷载填写入表10中，准确至100N。 ④如拉断处不在试样有效部分，试验结果应予舍弃。
穿心电容
⑤试样试验后，立即在有效部分选取一段，按《木材含水率的测定方法》测定含水率。
3结果计算
1
试样含水率为W %时的顺纹抗拉强度，应按式（1）计算，准确至0. 1MPa 。σW =
tb
P max
…
……………………………………………………………（1）式中：σ—试样含水率为W %时的顺纹抗拉强度，MPa ； P max —破坏载荷，N ； b —试样宽度，mm ； t —试样厚度，mm 。
②试样含水率为12%时，阔叶材的顺纹抗拉强度应按式（2）计算，准确至0.1MPa 。σ12=σW [1+0.015（W -12）]…………………………………………………（2）式中: σ12—试样含水率为12%时的顺纹抗拉强度，MPa ； W —试样含水率，%。
试样含水率在9%-15%范围内。按（2）式计算有效。
当试样含水率在9% -15%范围内时，对针叶材可取σ12=σW 。
表10 木材顺纹抗拉强度试验记录表
树种： 产地： 实验室温度： ℃ 实验室相对湿度：
to grain of wood ）
1试样
①在每段试样上端，锯下厚为40mm 的圆盘两个，按图1和图2截取径向、弦向横纹抗拉试样毛坯，并按试样尺寸留足干缩和加工余量。
②试样的形状和尺寸见图3
。
图3 横纹抗拉试样
③样有效部分（指试样中部30mm 一段）的纹理应与试样长轴相垂直。试样的过渡弧部分必须光滑，并与试样中心线相对称。弦向试样有效部分的厚度应具有完整年轮。
④小径级试材，试样两端30mm 的夹持部分，允许用同种木材按相同纹理方向胶接。2试验步骤
①试样有效部分中部，测量宽度和厚度，准确至0.1mm 。
②将试样竖直地放在试验机夹持装置内，用螺旋夹紧夹持部分的窄面。
www.123ctCT
③试验以均匀速度加荷，在1. 5~2min 内使试样破坏。将破坏荷载填写在表11中，准确至10N 。
④如拉断处不在试样有效部分，试验结果应予舍弃。⑤试样试验后，立即在有效部分处截取一段，按《木材含水率测定方法》测定试样含水率。3结果计算
1试验时试样含水率为W %时的横纹抗拉强度，应按下式计算，准确至0.01MPa 。σW =
t
b P .max
………………………………………………………………（1）式中: σW —试验时试样含水率为W %时的横纹抗拉强度，MPa ；
P max —破坏荷载，N ；
b —试样有效部分宽度，mm ；t —试样有效部分厚度，mm 。
2试样含水率为12%时的横纹抗拉强度，应按下列公式计算，准确至0.01MPa 。
径向试样为：σ12=σW [1+0.01（W-12）]………………………………………………..（2）弦向试样为：
σ12=σW [1+0.25（W-12）] ………………………………………………..（3）式中: σ12——试样含水率为12%时的横纹抗拉强度，MPa ； W—试样含水率，%。
试样含水率在9%~15%范围内，按公式（2），（3）计算有效。
表11 木材横纹抗拉强度试验记录表
static bending of wood）
1试样：其尺寸为20mm×20mm ×300mm，其长轴与木材顺纹理方向平行。
2试验步骤
引线框架
①弯弹性模量只作弦向试验。在试样长度中央，测量径向尺寸为宽度，弦向为高度，准确
至0.1mm。
②两点加荷，用百分表测量试样变形，试验装置如下图。
抗弯弹性模量试验装置
1—百分表架；2—试样；3—表分表
3量试样变形的下、上限荷载，一般取300~700N。试验机以均匀速度先加荷至下限荷载，立即读百分表指示值，读至0.005mm，并填写在表12中。然后经过20s加荷至上限荷载，再记录百分表读数，随即卸荷。如此反复四次。每次卸荷，应稍低于下限，然后再加荷至下限荷载。
4于甚软木材。下、上限荷载可取200~400N，自下限至上限的加荷时间可取15s。为保证加荷范围不超过试样的比例极限应力，试验前，可在每批试样中，选2~3个试样进行观察试验，绘制荷载—变形图，在其直线范围内确定上、下荷载。QDFILM
5抗弯弹性模量测定后，如不进行抗弯强度试验，应立即于试样中部截取约20mm长的木块一个，按《木材含水率测定方法》测定试样含水率。
3结果计算
①根据后三次测得的试样变形值，分别计算出上、下限变形平均值。上、下限荷载的变形平均值之差，即为上、下限荷载间的变形值。
②试样含水率为W %时的抗弯弹性模量，应按式（1）计算，准确至10MPa 。
E W =f
bh Pl 33
10823 (1)
式中:E W —试样含水率为W %时的抗弯弹性模量，MPa ； P —上、下限荷载之差，N ； l —两支座间跨距，mm ； b —试样宽度，mm ； h —试样高度，mm ；
f—上、下限荷载间的试样变形值，mm 。
③试样含水率为12%时的抗弯弹性模量，应按式（2）计算，准确至10MPa ，
E 12=E W [1+0.015（W-12）]………………………………………………………………….（2）式中: E 12—试样含水率为12%时的抗弯弹性模量，MPa ； W —试样含水率，%；
试样含水率在9%-15%线范围内，按（2）式计算。
（四）木材抗弯强度测定方法（Method of testing in bending strength of wood ）
表12 木材抗弯弹性模量实验记录表
1试样
①抗弯强度只作弦向试验，和抗弯弹性模量使用同一个试样，先做弹性模量；然后立即进行强度试验。2试验步骤：1试验前，在试样支点间的跨距240mm ，压打中心线间的距离80mm 和长度中央处沿弦向高度（弦向）划上铅笔线。
2用卡尺在试样长度中央测量径向宽度b ，弦向高度h ，准确至0.1mm 。记录于表13中。3试验沿试样
年轮切线方向（弦向）施力，以均匀速度加荷，在1-2min 内为使试样破坏为止。记录最大荷载(P max )。准确至10N ，试验时，试验附件的支座及压头与试样两径之间，必须加放30mm ×20mm × 5mm 的钢垫片。
董育铭4试样试验后，立即从靠近破坏处，锯取长约20mm 的木块一个，按《木材含水率测定方法》的规定，测定试样的含水率。
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