工程木胶合界面I型断裂韧性研究开题报告

1. 研究目的与意义

工程木木质产品因其优越的结构性能、物理性能、耐久性等优点被人们所喜欢而被广泛应用于现代木结构建筑等诸多个领域，工程木胶合界面的稳定性直接决定了木结构建筑的完全性，传统工程木胶合强度的评价方法和结构验算中存在许多的不足，我们主要是通过剪切破坏值的大小来衡量胶粘试件的强度，但是却忽略了木材自身的缺陷、在生产中试件产生裂纹以及应用的环境因素等问题。

在本课题中，采用双悬臂梁（DCB）实验，通过对基于规格材上的工程木不同纹理方向胶合界面的断裂韧性研究，并通过添加应变片测定试件某一点的应变进而计算GIc值柔度组合法，并采用先进的高速摄像机及运动分析系统仪器记录试件前后的变化情况，并以此来评价工程木胶合界面的断裂韧性，克服传统工程木胶合性能的评价方法中存在的不足。

2. 国内外研究现状分析

国外是最早将木材作为正交各向异性材料以研究含裂纹木材的强度，后面就陆续有许多学者针对不同木材的不同纹理方向的断裂韧度做了相关的研究，例如king等人对辐射松的断裂韧度做了研究，发现其横纹断裂韧度比顺纹断裂韧度大的多，随着胶合技术的发展，又对不同胶黏剂的使用对材料断裂韧性产生的影响，目前已形成很好的理论分析体系。

国内对研究比国外要晚，但是也有不少学者在这方面做了许多研究，例如断裂韧性值的大小可以反映复合材界面的裂纹尖端是否易失稳扩展，以及复合材试件的状态、所处环境对断裂韧性值的影响等。

以及采用不同的胶黏剂材料的复合材试件的断裂韧性值、不同复合材料的生产方式对断裂韧性值的影响等。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容及方案：1、不同面的胶合和不同的胶合方向对工程木的胶合界面的断裂韧性的影响；2、胶的种类对工程木胶合界面的断裂韧性的影响；3、预制裂纹的长度对工程木胶合界面的断裂韧性的影响；4、薄木厚度对断裂韧性的影响的影响。

试验材料：spf(加松）、单组份聚氨酯胶，环氨树脂胶。

技术路线：材料准备→工艺复合→制备预制裂纹试件→双悬臂梁断裂韧性测试→结果分析与评价。

4. 研究创新点

本研究采用双悬臂梁的试验方法对工程木不同纹理方向胶合界面的断裂韧性进行研究，并通过高速摄像机及运动分析系统对木材破坏之前和之后进行进行记录和应变分布分析研究。

通过对工程木胶合界面的断裂韧性研究，来评价工程木胶合界面的断裂韧性，以克服传统工程木胶合强度评价方法存在的缺陷，对木结构的发展、木结构的安全性及稳定性具有重要的指导意义。