高温热处理对木材握钉力的影响开题报告

 2021-08-08 23:51:29

1. 研究目的与意义

随着科学技术和材料加工工业的发展,木质资源做为一种天然的原材料,一种永恒的建材,广泛地用于房屋建筑及其他领域,在木结构中,各种类型钉子作为主要连接件,起定位和紧固作用,因为其使用简单操作方便,广泛用于家具制造,固定室内构件,房屋预制承载构件等。而在这些钉木连接件中,木材握钉力是基本强度指标之一。有许多因素影响握钉力如木材密度,可劈裂性,木材的含水率,钉尖形状,钉身直径,钉入深度等。可也正是因为人们愈发关注环保的木材材料,木材资源急剧减少,进行木材改性以高效利用木材,缓解木材供求矛盾成了人们的重要关注方向。在木材改性中,高温热处理木材工艺是提高木材附加值的一项重要物理手段。通过热处理能使木材具有良好的尺寸稳定性、耐腐性、耐候性、环保性。本课题就高温热处理对木材握钉力的影响进行研究。

2. 国内外研究现状分析

据查相关资料知,在木结构中使用的钉按形状可分为圆钢钉、螺钉(包括木螺钉与方头螺钉)、麻花钉和U型钉等几大类。圆钢钉握钉力来源于钉秆表面与木材之间的磨擦力。麻花钉的握钉力相对较为复杂,一般认为它的握钉力是表面磨擦力与木材抗剪力共同作用的结果,在拔出时存在着木材纤维的旋转扭曲现象。钉连接的节点承受载荷时可分为两个方向,即垂直于钉杆的侧向剪力及平行于钉杆的拔出力,因此侧向承载力和握钉力是恒量钉连接节点性能的两个基本强度指标。木材握钉力是指钉在木材中被拔出的阻力。握钉力以平行于钉身方向的拉伸力计算。木材弦面和径面(横木纹方向)的握钉力差别很小,而横面(顺木纹方向)的握钉力通常比径面或弦面低1/3左右。

高温热处理木材是指用160~230 ℃(常用180~212 ℃)的温度加热处理木材,改良木材的品质,特点有 ①环保、安全。②吸湿性降低。③尺寸稳定性提高,不易变形。④耐腐性和耐气候性显著提高。⑤颜色美观、耐久,内外一致,且可以模拟名贵树种颜色。⑥树脂等抽提物挥发,有利于表面涂饰和胶合。⑦力学性能有所变化:顺纹抗压强度、抗弯弹性模量及硬度略有提高;抗弯强度、冲击韧性、剪切强度有所降低。⑧易储存:吸湿性显著降低,因此干材库中对空气温、湿度控制的要求没有像储存常规窑干材那样严格。

3. 研究的基本内容与计划

本课题研究内容主要是:高温热处理对木材握钉力的影响

研究计划:1.准备工作阶段:阅读相关资料,通过了解国内外同类研究的情况,知道高温热处理对木材改性的优势,掌握木握钉力及其测量的相关知识

2.分析研究阶段:结合自己所掌握的知识,以及实际的数据,对比国外及国内的相关行业,得出优点及不足,提出自己的方案和想法;取一定规格的试件,通过设置若干组对比试验(①用不同温度的高温热处理②常温,不处理)测量同一切面的握钉力大小。

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4. 研究创新点

通过高温热处理的方法,改善木材性能。并总结出处理温度与木材握钉力大小的关系,从而提高低成本材料在木结构家具建筑中的的利用率.

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