層板膠合木層間斷裂韌度研究.pdf

1、層板膠合木憑借其良好的力學(xué)性能而被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑中。在許多情況下層板膠合木由于出現(xiàn)斷裂而發(fā)生破壞，現(xiàn)階段已有的相關(guān)研究大多集中在其層內(nèi)斷裂行為方面，僅有少量關(guān)于其層間斷裂行為的研究。木材是一種正交各向異性材料，不同年輪角度的層板組合可能會對層板膠合木層間斷裂韌度產(chǎn)生影響，因此對該問題進(jìn)行斷裂力學(xué)分析是必要的，進(jìn)而對層板膠合木的生產(chǎn)工藝及性能研究也會提供一定的指導(dǎo)?；趯影迥z合木層間斷裂韌度問題研究的必要性，本文開展了如下的研究

2、工作:
　　(1)層板膠合木層間斷裂韌度試驗測定
　　分別對不同年輪層板組合的層板膠合木進(jìn)行了Ⅰ型層間斷裂的雙懸臂梁試驗和Ⅱ型層間斷裂的端部切口三點彎曲試驗，在得到臨界荷載PⅠC和PⅡC后基于經(jīng)典梁理論計算了其層間斷裂韌度GⅠC和GⅡC。雙懸臂梁試驗結(jié)果表明，該種試驗所得的層板膠合木層間斷裂韌度GⅠC隨著組合層板的年輪角度差值的增大有一定的增大趨勢;端部切口三點彎曲試驗結(jié)果表明，該種試驗所得的層板膠合木層間斷裂韌度GⅡC隨著

3、組合層板的年輪角度差值的增大有輕微增大的趨勢。
　　對不同年輪層板組合的層板膠合木進(jìn)行了Ⅰ型層間斷裂的單邊切口三點彎曲試驗，試驗結(jié)果表明，該種試驗測得的層板膠合木層間斷裂臨界荷載PⅠC隨著組合層板的年輪角度差值的增大有輕微的減小趨勢。
　　(2)層板膠合木層間斷裂韌度GⅠC和GⅡC的有限元分析
　　分別對不同年輪層板組合的層板膠合木進(jìn)行了Ⅰ型層間斷裂的雙懸臂梁試驗和Ⅱ型層間斷裂的端部切口三點彎曲試驗的有限元模擬，采用A

4、BAQUS程序利用“回路積分法”計算得到J積分值，在線彈性情況下其與斷裂韌度GⅠC和GⅡC是等價的，有限元計算的結(jié)果與試驗測定結(jié)果吻合良好。
　　對不同年輪層板組合的層板膠合木進(jìn)行了Ⅰ型層間斷裂的單邊切口三點彎曲試驗的有限元模擬，采用ABAQUS程序利用“回路積分法”計算得到J積分值，在線彈性情況下其與斷裂韌度GⅠC是等價的，結(jié)果表明，該種試驗不同年輪角度差值的層板組合對于層板膠合木層間斷裂韌度GⅠC無顯著影響。
　　雙懸臂

5、梁試驗的層間斷裂韌度GⅠC有限元計算結(jié)果與單邊切口三點彎曲試驗的層間斷裂韌度GⅠC有限元計算結(jié)果相比偏小，這可能是由于木材性質(zhì)的離散性、試件的形式與尺寸差別、裂紋制作誤差、提取臨界荷載的誤差誤差等因素造成的。
　　(3)層板膠合木層間斷裂韌度KⅠC和KⅡC的有限元分析
　　對不同年輪層板組合的層板膠合木進(jìn)行了Ⅰ型層間斷裂的雙懸臂梁試驗和Ⅱ型層間斷裂的端部切口三點彎曲試驗的有限元模擬，采用應(yīng)力外推法計算得到層間斷裂韌度KⅠC和

6、KⅡC。雙懸臂梁有限元計算結(jié)果表明，該種試驗所得的層板膠合木層間斷裂韌度KⅠC隨著組合層板的年輪角度差值的增大有輕微的增大趨勢;端部切口三點彎曲有限元計算結(jié)果表明，該種試驗所得的層板膠合木層間斷裂韌度KⅡC隨著組合層板的年輪角度差值的增大有輕微的增大趨勢。
　　對不同年輪層板組合的層板膠合木進(jìn)行了Ⅰ型層間斷裂的單邊切口三點彎曲試驗的有限元模擬，采用應(yīng)力外推法計算得到層間斷裂韌度KⅠC，結(jié)果表明，該種試驗中截面方向上不同年輪角度差值