摘要：木材是一种具有不同细胞类型的天然纤维复合材料,其细胞壁的壁层结构与化学组分具有多样性。在静态恒定应力作用下,木材形变随时间延长而逐渐增大,即产生蠕变。木材蠕变是影响木制品和工程构件质量以及结构设计安全性的一个关键特性。根据木材中的水分状态,木材蠕变可以划分为"含水率平衡态时的普通蠕变"和"含水率非平衡态时的机械吸湿蠕变"。本文分别阐述了木材普通蠕变和木材机械吸湿蠕变的现象和特点;围绕木材的普通蠕变,归纳了木材组织结构、含水率、温度和应力水平等因素的影响;针对木材的机械吸湿蠕变,重点从分子水平、细胞壁层结构、物理老化等方面解释其发生机制,并论述微纤丝角、化学组分、含水率和温度等因素对机械吸湿蠕变的影响。此外,本文还总结了应力/应变本构方程和Kelvin-Voigt模型模拟木材蠕变的研究进展,分别概述了普通蠕变和机械吸湿蠕变的数值模拟过程及其应用。木材蠕变特性受其自身复杂的组织构造和环境条件的影响,且各因素之间又存在一定程度的交互作用,使得木材蠕变的研究仍有较多方面尚未涉及。建议今后的研究重点从以下4个方面展开:1)针对木材正交各向异性的构造特点,采用不同的载荷类型和形变模式进行组合测试,系统表征木材的正交异向蠕变特性;2)解明湿热条件下,水分、温度以及二者的交互作用对木材组分以及蠕变行为的影响,探索温湿度场中蠕变柔量与泊松比的同步实时测定;3)明确单根纤维(管胞、木纤维细胞)的机械吸湿蠕变行为规律,并确定木材组分,尤其是半纤维素在木材机械吸湿蠕变中的作用机制,从分子水平上解释氢键作用对木材机械吸湿蠕变的影响机制;4)构建能够充分解释木材蠕变特性内在机制和外在影响的蠕变模型。

摘要：木材流变学主要研究木材在应力/应变、温度、湿度等条件下与时间因素有关的变形规律和机制,以研究木材的黏弹性为主要内容。木材发生形变时,其实质承载结构是细胞壁,细胞壁的壁层构造和化学组分对其黏弹行为有显著影响,深入了解木材细胞壁结构及黏弹性质对于实现木纤维/塑料复合材料和制浆造纸工艺的高效设计具有重要意义。本文围绕木材细胞壁S2层超微构造和细胞壁化学组分2个方面对细胞壁结构进行阐述,归纳S2层微纤丝角和化学组分对木材细胞壁黏弹行为的影响规律,并从分子水平上解释其作用机制,总结动态力学分析技术和纳米压痕技术在研究木材细胞壁结构与黏弹性之间关系上的具体应用。木材细胞壁的黏弹性受壁层构造的复杂性、化学组分的多样性和外部环境条件等多种因素影响,并且各因素之间存在一定的交互作用。因此,建议今后从以下几个方面开展研究:1)解明木材细胞生长过程中的微纤丝取向、纤维素结晶区与非结晶区比例的分子控制机制;2)阐明木材细胞壁次生壁Matrix的空间组织排列方式、纤维素聚合体与Matrix之间相互作用的力学行为表达;3)揭示木材细胞壁中半纤维素的含量、种类以及木质素类型对细胞壁黏弹性的影响机制;同时将环境外因(温度、湿度)和载荷类型(静态/动态、拉/压/弯)纳入研究体系,系统揭示"湿-热-力"协同作用下木材细胞壁的机械吸湿蠕变行为规律和响应机制;4)联合运用多种测试技术手段,并引入相关学科的研究方法及理论模型,如有限元法及复合材料的研究方法,构建可以解释木材细胞壁黏弹特性的物理和数学模型。

摘要：木结构墙体稳态热量传递性质是评价其节能保温的重要指标。为了在引进国外木结构住宅先进技术基础上，推进轻型木结构住宅国产化进程，该研究使用国产材料制备了13块不同构造的轻型木结构墙体，采用热箱一热流计法检测了稳态时墙体的有效传热系数，并通过理论计算，得到了各墙体的理论计算预测值。结果表明，墙体有效传热系数在0．226～0．529w／（m^2·K）之间，除热工级别为IIt级的1、2、3、6号墙体外，其它墙体均为It级，完全适用于中国严寒地区，并满足中国节能65％的墙体传热系数限值要求。通过理论计算预测传热系数设计值与检测值基本相当，可采用理论计算对木结构复合墙体保温性能进行设计。

摘要：微观力学表征技术是表征材料微纳米力学性能的重要技术手段,目前已被广泛用于表征材料的超微构造和解析材料的力学行为。随着材料科学研究尺度缩小,微观力学表征技术逐步从纳米向超纳米、从分子向超分子甚至粒子水平发展。按照试样信息的不同方式,微观力学表征技术主要包括纳米力学测试技术(探针技术)和超纳米力学测试技术(显微镜技术);其中,纳米力学测试技术包括准静态纳米压痕技术、动态纳米压痕技术和动态模量成像技术,超纳米力学测试技术包括原子力显微镜技术和基于原子力显微镜技术的新型微观力学表征技术。木材是一种多孔状、层次状、各向异性的非均质天然高分子复合材料,其超微结构是细胞壁由不同厚度的层次组成。细胞壁是决定木材和木质纤维材料性能的主要因素,是木材的实质承载结构;细胞壁的力学性能是由壁层结构、化学组成的分布与结合方式决定的。开展木材和改性木材细胞壁纳观尺度的力学性能、分布及影响对实现木基复合材料的高效设计具有重要意义。自Wimmer等首次将纳米压痕技术应用于天然木材细胞壁微观力学后,国内外学者主要采取准静态纳米压痕测量技术和动态纳米压痕测量技术对不同树种木材以及化学改性和生物改性木材细胞壁的硬度、弹性模量、蠕变特性与黏弹性等力学性能进行了研究。木质材料界面作为纳米级厚度的界面相或者界面层,不仅影响木质材料的强度、刚度,而且影响木质材料的断裂韧性等。界面力学是决定木基复合材料整体力学性质的关键,是引起材料变形、强度下降的主要原因。研究界面的属性和特征对于木基复合材料整体属性的评价以及结构的优化设计有一定参考价值,研究内容涉及有胶合界面、纤维增强聚合物界面以及木制品涂层的微观力学。随着研究尺度逐渐缩小,微观力学表征技术趋向高分辨率及数据定量化,如今已能在纳米级分辨率下进行力学信息成像,为木材科学领域的研究提供了方便。微观力学表征技术在木材科学领域中的应用尚具有较大潜力,但仍有较多方向尚未涉及,还应在以下3方面展开研究:一是需要开展微观力学技术在木材科学领域应用的标准化研究,规范测试过程,确保测试结果的可靠性和一致性;二是建立木质材料宏观到微观的完整力学体系,从本质上剖析木质材料的力学行为,在纳米尺度上表征木质材料的性质和失效机制;三是随着木材科学领域研究的深入,需建立微观力学与微观化学、微观物理、微观环境学的联系,丰富木材及木基复合材料在微纳尺度的研究。

摘要：以毛竹和绿竹为原料,酚醛树脂为胶黏剂,采用点裂和线裂纤维分离技术,将半圆竹筒分离形成由竹纤维束组成的网状结构的纤维化单板,经过工艺和结构设计,制造竹基纤维复合集装箱底板,并与传统阿必通、竹木和竹篾全竹集装箱底板的性能进行对比分析。结果表明:在不去竹青和竹黄的条件下,采用合理的结构和工艺制造的竹基纤维复合材料,性能达到或超过GB/T19536-2004《集装箱底板用胶合板》标准规定的各项指标要求,其综合性能超过传统阿必通、竹木和竹篾全竹集装箱底板。采用纤维化单板,可改变传统竹条和竹篾的单元结构,既简化加工过程,提高竹材的利用率和生产效率,竹材一次利用率达到90%以上,竹基纤维复合集装箱底板是一种新型的高效利用的集装箱底板。

摘要：在分析典型木材除湿干燥设备总体结构和工作原理的基础上,设计一种基于模糊控制的智能型除湿干燥控制系统,该系统能够根据干燥窑内实时的温度、相对湿度变化,动态地调节除湿机的开启比例,给出一个控制周期T内最佳的除湿机开启与停止时间,从而精确控制干燥窑内的温度和相对湿度,满足木材干燥基准的要求。生产实际表明,相比于仪表控制方式,本研究设计的控制系统能够在保证干燥质量的前提下,干燥周期由原来的30天减为23天,节能17%左右,同时除湿机的工作时间减少157 h,减轻了设备磨损,延长了设备寿命。

摘要：根据散白蚁和家白蚁的存在与否,将中国陆地分成无白蚁区、仅有散白蚁区、既有散白蚁又有家白蚁区3个白蚁区域。整合中国腐朽分布图(根据Scheffer气象指数绘制)和白蚁分布区域图,将中国分成四大生物危害区域:区域Ⅰ,低危害区;区域Ⅱ,中等危害区,无白蚁;区域Ⅲ,中等危害区,有散白蚁;区域Ⅳ,严重危害区,既有散白蚁又有家白蚁。木材生物危害区域的划分和相应地图的绘制,既可为建筑设计和施工在提高建筑耐久性、减少不必要浪费的方案设计上提供指南,又可为不同区域采取不同防治白蚁和腐朽危害措施的研究奠定基础。

摘要：分析比较了我国GB 50005—2003《木结构设计规范》、北美规格材目测分等规则NLGA(2003)、英国针叶材强度目测分级规则BS 4978—2007、国际结构用规格材强度目测分级ISO 9709(2005)和澳大利亚结构用针叶材锯材目测分等标准AS 2858—2008等5种标准的异同。结果表明:中国与北美分等标准基本相同,不同之处是中国分等标准采用国际单位,而北美分等标准采用英制单位;英国与国际分等标准基本相近,结构用规格材都分为两个等级,不同之处为国际分等标准中提出非结构用规格材强度特征值的限定;澳大利亚分等标准中通过密度区分结构用材和非结构用材,并且在对钝棱、轮裂和生长轮平均宽度的计算及界定时,均与其他4种标准不同。此外,笔者提出了对我国结构用规格材目测分等规则的修改建议。