影响木材干燥应力与应变得出的结论

初探木材干燥过程中应力与应变检测方法。木材干燥过程中，影响干燥质量的既有弹性应力，又有残余应力；干燥过程结束，且木材厚度上的含水率分布均匀后，弹性应变已经消失，此后继续影响干燥质量的是残余应力。

1．木材径弦向干缩不一致引起的应力与变形

根据木材弦向干缩系数约是径向的2倍的特性，分析三种木材的干缩、应力与变形情况。

a径切板

板面均是径切面，板厚都为弦向，干缩均匀，不会引起附加的应力和变形。

b弦切板

外板面（靠近树皮的面）接近弦向，其干缩量大于接近径向的内板面（靠近髓心的面），因此，干燥时其力向外板面翘曲，但实际干燥生产中，板材都堆积成材堆，并在其顶部置压块以防止木材翘曲变形，由于材堆及压块的重量，对板材产生附加的压力以抑制其翘曲，因而板材的外板面就产生附加拉应力，而内板面产生附加压应力。这种应力与含水率梯度无关。外板面的附加拉应力与含水率不均匀引

起的表面拉应力相叠加，很容易引起外板面的表裂。

c带髓心的方材

其四个表面接近弦切面，其干缩量比直径方向的大，干燥时四个表面的干缩受到内部直径方向木材的抑制，结果在表层区域产生附加的拉应力，中心区域产生附加的压应力。这种应力同样与含水率梯度无关。这种附加的表层拉应力与干燥初期含水率梯度引起的拉应力相叠加，很易引起表裂和径裂。所以带髓心的方材，干燥时很容易产生缺陷。木材厚度上含水率不均引起的应力与变形.

2．木材厚度上含水率不均引起的应力与变形

干燥过程中，不考虑木材干缩的各向异性，并假定仅在木材厚度上发生水分移动，则厚度上含水率分布、应力与变形的变化可按四个阶段分析：

a.干燥初始尚未产生应力的阶段。此阶段中尽管表层含水率低，厚度上含水率分布不均，但都在纤维饱和点之上，不产生干缩，因而不产生应力。

b.干燥初期，应力外拉内压阶段。干燥过程开始后，木材表面自由水先蒸发，经过一段较短时间（取决于干燥介质的温度和相对湿度）后，表层含水率降到纤维饱和点之下，断面上含水率梯度增大、且出现“湿线”，“湿线”以外区域降到纤维饱和点以下，以内区域仍高于纤维饱和点。随着干燥的进行，“湿线”不断向内移动。

木材表层因含水率在纤维饱和点以下，所以要产生干缩，但内部各层含水率高于纤维饱和点、尺寸不变，因而牵制表层的干缩，故表层因该牵制受拉应力，内部则同时受压应力。又因为干燥初期木材横断面上，含水率降到纤维饱和点以下的区域较薄，相应受拉应力的区域较小，而受压应力的区域较大，且总拉力与总压力相平衡，所以，内部单位面积上的压应力较小，而表层单位面积上的拉应力相当大，且很快发展、达到最大拉应力，当该应力大于表层抗拉强度极限时，即产生裂纹。这也是干燥初期易产生表裂的主要原因。

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