针叶树木材细胞力学及纵向弹性模量计算——纵向弹性模量的理论模型

doi:10.11707/j.1001-7488.20020517

林业科学 ›› 2002, Vol. 38 ›› Issue (5): 101-107.doi: 10.11707/j.1001-7488.20020517

针叶树木材细胞力学及纵向弹性模量计算——纵向弹性模量的理论模型

江泽慧费本华侯祝强姜笑梅骆秀琴

中国林业科学研究院木材工业研究所,北京100091

收稿日期:2001-10-24 修回日期:1900-01-01 出版日期:2002-09-25 发布日期:2002-09-25

MECHANICS OF WOOD CELL AND ESTIMATION OF LONGITUDINAL ELASTIC MODULUS OF SOFTWOODS——THEORY ON THE MICRO-AND MACROSCOPICAL BEHAVIOURS OF SOFTWOOD ELASTICITY

Jiang Zehui,Fei Benhua,Hou Zhuqiang,Jiang Xiaomei,Luo Xiuqin

Research Institute of Wood Industry, CAF Beijing100091

Received:2001-10-24 Revised:1900-01-01 Online:2002-09-25 Published:2002-09-25

摘要/Abstract

摘要：

本文是关于针叶树木材弹性特性研究的理论分析。设定针叶树木材细胞主要由管胞和射线组成,根据管胞和射线细胞的解剖构造特征,建立了两端劈尖、矩形截面、中空的管胞模型与长方体状、中空的射线细胞模型。沿用MP层(胞间层+初生壁)内与3S层(次生壁的S1、S2、S3层)内力学性质相同,而MP与3S层间力学性质相异的假定,利用管胞和射线细胞模型,导出了管胞和射线细胞纵向弹性模量的计算公式。同时,根据管胞和射线细胞在针叶树木材中的排列规律,结合线形弹性体串并联的特性,进一步给出了计算针叶树木材试件宏观纵向弹性模量的方法。本项研究从木材细胞的结构和弹性特性出发,分析研究针叶树木材的宏观弹性行为,一方面可以获得关于针叶树木材弹性特性的认识,另一方面可以用于针叶树木材纵向弹性模量的计算和预测。

关键词: 针叶树木材, 管胞, 射线, 弹性模量

Abstract:

Theoretic analysis for elastic modulus of softwood was carried out in this paper. It was assumed that softwood cell comprises tracheid and wood ray, and the models of tracheid and wood ray cell were presented. The tracheid was modeled as a hollow cuboid with two wedged close ends and ray cell as a hollow close cuboid. Based on the two models and following the hypothesis of cell wall consisted of MP composite layer and S1, S2 and S3 composite layer, the calculative formula was derived for longitudinal elastic modulus of tracheid and wood ray cell by means of elastic bodies in series and in parallel. Meanwhile, the method was given to calculate the longitudinal elastic modulus of coniferous sample according to the elastic behavior and the arrangement of tracheids and wood ray cells within softwood. Work done in the paper reveals the relationship between the macroscopical elastic behavior of softwood and its anatomic structure as well as the micro elastic behavior of softwood cell. It can not only obtain much knowledge toward the mechanism of softwood elasticity but also be useful to estimation of the longitudinal elastic modulus of softwood.

Key words: Softwood, Tracheid, Wood ray, Elasticity of modulus

江泽慧费本华侯祝强姜笑梅骆秀琴. 针叶树木材细胞力学及纵向弹性模量计算——纵向弹性模量的理论模型[J]. 林业科学, 2002, 38(5): 101-107.

Jiang Zehui;Fei Benhua;Hou Zhuqiang;Jiang Xiaomei;Luo Xiuqin. MECHANICS OF WOOD CELL AND ESTIMATION OF LONGITUDINAL ELASTIC MODULUS OF SOFTWOODS——THEORY ON THE MICRO-AND MACROSCOPICAL BEHAVIOURS OF SOFTWOOD ELASTICITY[J]. Scientia Silvae Sinicae, 2002, 38(5): 101-107.

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针叶树木材细胞力学及纵向弹性模量计算——纵向弹性模量的理论模型

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