人造板蠕变性能是什么?

如题所述

在恒定应力下,人造板的应变随时间延长而增加的性质。木材是由纤维素、木质素、半纤维素等所构成的非连续的、复杂的高聚物体。当一个小于断裂载荷的外力施于高聚物体时,一开始产生变化速度很快的变形(图1f0),称为弹性变形。然后,随着时间的推移,在外力恒定之下,高聚物体继续产生变形(图1319280),这部分变形即为蠕变。这是由高聚物的粘弹性及塑性所造成。人造板由木质单元材料及树脂胶组成,两者都是高聚物。一般情况下,人造板的蠕变量大于木材。

图1在人造板使用于长期载荷的情况下,如写字台面、书架和货架的搁板、梁柱、承重墙等处,在较短时期内构件似乎有足够的支撑力,但随着承载时间延长,构件产生弯曲变形,特别是在构件的含水率及温度发生变化时,蠕变量大幅度增加,严重的则在顷刻之间达到了疲劳极限而断裂。所以,蠕变性质是设计某些人造板构件以及在使用中必须考虑的因素。

图2影响蠕变性质的几个因素

在人造板中,细木工板和单板层积材的蠕变量最小。然后,按蠕变大小顺序为胶合板、刨花板、纤维板。图2仅为一参考实例。在某些情况下,其顺序不一定如此。图3为另一参考实例,是人造板的动载蠕变。由于载荷量取断裂载荷的60%,在这种高载荷作用下,锯材、单板层积材、胶合板内结构很快受到损伤,就出现图3所示现象。

图3人造板含水率及温度对蠕变性能有显著的影响。一般木制品在含水率为15%时的蠕变量,是含水率6%时的10倍。图4表示了刨花板当含水率以及含水率及湿度同时变化时的蠕变量。当恒定载荷达破裂载荷1/3,人造板的含水率及湿度同时变化时,受载到28~42天达到疲劳极限而破坏。

不同胶种的人造板之间蠕变性质也有差别。酚醛胶人造板虽然耐气候性很强,但其蠕变量却大于脲醛人造板(图4)。

图4人造板蠕变性质的应用

当一板材承受物体载荷时,在短时间内也许毫无征兆可见,然而随着时间增长,弯曲现象逐渐产生。在应用中,不论时间多长,人造板的挠度不应该超过跨度的1/150~1/200。一般在家具设计中,考虑均布载荷静曲蠕变量约为弹性变形量的50%,集中载荷静曲蠕变量约为弹性变形量的20%。人造板用于梁的抗弯计算中,考虑蠕变量328281100%为50%;设计人造板复合梁,需要考虑胶粘剂的蠕变因素,目前一般取328281100%=100%。

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