不同树种的木材物理力学性能
不同树种的木材物理力学性能包括：弹性、塑性、蠕 变、抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度、冲击韧 性、抗劈力、抗扭强度、硬度和耐磨性等。
树木是木材的原体，是由它本身生命生存与繁衍的整个 生长过程，积累了成为不同木材的物质，直到生命自然终 结，或被认为终结生命，而成为被利用的材料。树木是木 质多年生植物，通常把它分为乔木和灌木两种。乔木是
1. 3米以上，只有一个直立主干的树木；灌木是直立的、 具有丛生茎的树木。我国现有木本植物约7000多种，属乔 木者约占1/3以上，但是作为工业用材而供应市场的只不过 1000种，常见的约300种。
树木是人类繁衍延续到今天的必要条件。它靠空气、 水和阳光存活，通过一系列化学反应，形成树木肢体的物 理变化，为人类营造岀了天然的乐园。
“碳”是形成木材物理力基础。树木在生长发育过程 中，形成了高度发达的营养体。水分及营养液等流体的输 运现象始终伴随着树木营养生长的生理过程。树木由树梢 沿主轴向上生长（高生长），也在土壤深处向下生长（根 生长），中间的树干部分沿着径向生长。前一年形成的树 干部分到了次年不会再进行高生长。
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树木从天上接受阳光的沐浴，到地下去寻觅水分，把 原料从树根输送到叶片。由叶子制造养分，将养分向下输 送，供给树木生长需要。这样，树木生长过程中，形成了 非常协调完备的水分及养分的输送系统。
一株红杉（美）树高达112米，一株杏仁核（奥）树 竟高达156米，一株银杏（中）树龄达3000年，一株世界 爷（美）树龄竟达7800年。那么对于如此高大、如此年久 的树木，体内各种物质（水、矿物质、可溶性碳水化合物 和激素等等）是它的最外层是树皮（外皮），树皮里边一 层是韧皮部（也叫内皮），经它将营养液由叶部输送到树 木的其他部分（包括根在内）。再向内一层是形成层，它 的细胞不断分裂，使树木沿径向生长而不断加粗。再往里 是边材和心材，即木质部，木质部中被叫做导管的细胞组 织，它将树液输送到茎和叶部。这个过程，就是水分将土 壤中的碳分子和空气中的碳分子，经过化学反应形成积 累。
压力流动模型实验证明，树木营养液的流动动力是流 体静压力。即净生产细胞（如一片成熟叶）由于光合作用 制造大量糖而保持较高的溶质浓度，水便通过渗透作用不 断进入净生产细胞，使胞内的流体静压力增加，迫使营养 液经过胞间连丝进入韧皮部。而净消费细胞（可以是一个 根细胞、一个有代谢作用的细胞，或一个果实细胞）由于 呼吸、生长和储藏保持着较低的溶质浓度，胞内流体静压 力较低。这样，营养液便沿压力
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梯度向下运输到根部。韧 度部转移营养液的最高速度在阔叶树中是0・4〜0. 7米/小 时，在针叶树中是0. 18〜0・2米/小时。对于一株30米高 的松树和杨树，营养液由树冠输送到树根的最短时间分别 为7天和1・8天，而对于112米的红杉来说约需20多天的 时间。
树木所需的水分几乎全部由根系（吸水器官）吸取， 并沿木质部（从根部到叶部）向上长距离移动。那么，水 分是靠什么动力来提升的呢？研究结果表明，动力有两 种：一种是根压，另一种是蒸腾拉力。这两种力，在积累 过程中，转化成木材的力。
木材力学是涉及木材在外力作用下的机械性质或力学性 质的科学，它是木材学的一个重要组成部分。木材力学性 质是度量木材抵抗外力的能力，研究木材应力与变形有关 的性质及影响因素。
木材作为一种非均质的、各向异性的天然高分子材料， 许多性质都有别于其它材料，而其力学性质和更是与其它 均质材料有着明显的差异。例如，木材所有力学性质指标 参数因其含水率（纤维饱和点以下）的变化而产生很大程 度的改变；木材会表现出介于弹性体和非弹性体之间的黏 弹性，会发生蠕变现彖，并且其力学性质还会受荷载时间 和环境条件的影响。 木材力学性质包括应力与应变、弹性、黏弹性（塑性、 蠕变）、强度（抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强 度、
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扭曲强度、冲击韧性等）、硬度、抗劈力以及耐磨耗 性等。
1•木材受到外压力时，能抵抗外力压缩变形破坏的能力, 称为抗压强度.当外部的压力与木材纤维方向平行时的抗压 强度被称为顺纹抗压强度•木材顺纹抗压强度是指木材沿纹 理方向承受压力荷载的最大能力，主要用于诱导结构材和 建筑材的樺接合类似用途的容许工作应力计算和柱材的选 择等，如木结构支柱、矿柱和家具中的腿构件所承受的压 力。
2. 木材的顺纹抗拉强度，是指木材沿纹理方向承受拉力 荷载的最大能力。木材的顺纹抗拉强度较大，各种木材平 均约为117.7-147.lMPa,为顺纹抗压强度的2・3倍。木材在 使用中很少岀现因被拉断而破坏。木材顺纹拉伸破坏主要 是纵向撕裂粗微纤丝和微纤丝间的剪切。微纤丝纵向的C- C、C・O键结合非常牢固，所以顺拉破坏时的变形很小，通 常应变值小于1 %~3%,而强度值却很高。
3. 木材密度是决定木材强度和刚度的物质基础，是判断 木材强度的最佳指标。密度增大，木材强度和刚性增高； 密度增大，木材的弹性模量呈线性增高；密度增大，木材 韧性也成比例地增长。在通常的情况下，除去木材内含 物，如树脂、树胶等，密度大的木材，其强度高，木材强 度与木材密度二者存在着下列指数关系方程：O =K P n,式 中：o——木材强度；P——木材密度；K和n——常数， 随强度的性质而不同。
4. 木材抗弯强度是指木材承受逐渐施加弯曲荷载的最大 能
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力，可以用曲率半径的大小来度量。它与树种、树龄、 部位、含水率和温度等有关。木材抗弯强度亦称静曲强 度，或弯曲强度，是重要的木材力学性质之一，主要用于 家具中各种柜体的横梁、建筑物的桁架、地板和桥梁等易 于弯曲构件的设计。静力荷载下，木材弯曲特性主要决定 于顺纹抗拉和顺纹抗压强度之间的差异。因为木材承受静 力抗弯荷载时，常常因为压缩而破坏，并因拉伸而产生明 显的损伤。对于抗弯强度来说，控制着木材抗弯比例极限 的是顺纹抗压比例极限时的应力，而不是顺纹抗拉比例极 限时应力。
5. 木材抵抗剪切应力的最大能力，称为抗剪强度。木材 抗剪强度视外力作用于木材纹理的方向，分为顺纹抗剪强 度和横纹抗剪强度。在实际应用中发生横纹剪切的现彖不 仅罕见，而且横纹剪切总是要横向压坏纤维产生拉伸作用 而并非单纯的横纹剪切，因此通常不作为材性指标进行测 定。木材的横纹抗剪强度为顺纹抗剪强度的3-4倍。木材 的顺纹抗剪强度视木材受剪而的不同，分为弦面抗剪强度 和径而抗剪强度,如图。剪切而平行于年轮的弦面剪切，其 破坏常出现于早材部分，在早材和晚材交界处滑行，破坏 表面较光滑，但略有起伏，而上带有细丝状木毛。剪切面 垂直于年轮的径而，剪切破坏时，其表而较为粗糙，不均 匀而无明显木毛。在扩大镜下，早材的一些星散区域上带 有细木毛。
常用木材物理力学性能
物理力学指标分级标准 表1物理力学指标分级标准
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气基本 干密度 / 密分（妙 级cm3 ®/ i 福建 柏 银杏 冷杉 杉松冷杉 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 II II I II IIJII I II III II II IIIJV II II IV II III.I V V IV III III III III IV III IV III 1 III III III II n ii ii II II HI II IIJII HI II i,II n HI II n in HI HI II i n nan n m IV m LII I n n n i II in 落叶 松 四川 红杉 云杉 湿地 松 红松 广东 松 马尾 松 樟子 松 云南 松 铁杉 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 m n LII II I.II III II II IIJII III III II III II III II II IIJII II IV II III II II II i n II II II in m HI i II II i n n m IIJII II m n n n II inn HI i m n in II ILIII IIJII IIJII HI II II i IIIJV II II HI HI II 陆均 松 鸡毛 松 杉木 消极 和 械木 刺楸 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 III II II I in n II m m HI IV IV i I i m n IIIJV i IV, V IIIJV II.III II I.II IIJII II IIIJV ILIII II.III III n IIJII n 光皮 桦 15.0 III IIIJV III.I V 注气干密 度干审/ 骞 (g/cm3 ) 線豔/MPa 弦 向 簾端面硬度Tl n IV 9 w V I /N I I 1sz ) S 桦•青冈灯冈 n O O 5. 15!1. O 5. IV O 15. I 9 I I n I IIIJV I I I 9 I I I n T1 I IV I 9 I 9 I I Tl 9 <1 9 n V Tl I 叵 7/11 IV n 麻栋 白栋 柞木 枫香 山核 桃 核桃 枫杨 香樟 铁刀 黄檀 槐树 鹅掌 楸 苦楝 水曲 柳 小叶 杨 山杨 拟赤 杨 荷木 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 IV IV III.IV III IIIJV II.III II II, III III IV IIIJV IIIJV III IIJII ILIII m III.IV IIIJV III.IV II.III IIIJV IIJII II II III IV.V IIJII II IIJII III IJI IJI II III V II卜V IV IIIJV II.III HMV II II II III IV,V II.III IV V IV III IV ILIII ii ii III HI IV IIJII II IV V III.I V III IIJII II.III III TL II m i,n m II IIIJV II.III III II II II III V I.II HI n II LII II I.II IJI IV,V HI HI V III V sss F IJ 气干密 度/ (g/cm3 ) 彗干 茅缩 線弦 向 端而硬度/N I IV sz ) g/Mpa s I I O O O O 5. 155. 5. 11 . O O O O O O 15. 15. 5. 155. 15. 11 . n IV IV 9 IV I 1 I Tl I 十榆▼ I ^0 VI 9 ^0 Tl n 子芒果牌香双翅 龙脑 香 5 ku IV I I IV 2 I I 1 I Tl n I I Tl Tl MM I I Tl n I I I n I n I 9 I I n I I 9 9 I I I I Tl I I m,IV | Tl n n IV I I I •Ti W_Y1 n 1 TL I I • I 9 I I n 1 I Ti 9 I Tl n H n I I I I Tl w IL 9 I 9 Tl I wl< T T I n I I 9 I n IV I ^22 ^0 I •II,IV V IV V 9 IV H O O O 5. 15. 5. IV V H n ^0 H E Tl I n 9 Y1 H R H III.I V V V 9 n I I V V 8/11 IL n 需垒 E U ss H H n Z h H —n E E n n I h H I O 5. 11 11,IV HH\"深红 婆罗 双 I I I 9 I I n H 黄婆罗双I I I I I I I I I T1 ••O 15. I I I n TL n I I n I I n n I 9 I T1 白婆 罗双 叵端而硬度IV 9 I I O 5. 11 > 树种 廩15.0 「缩率/% （生气干密 度材一气 / 「•） (g/cm3 ) 線 抗弯 强度 /MPa 径向 II /N 弦 向 II V V V V V V 15.0 IV IV IV III III II IV ILIII IV V IV III IIJII V V IV III III V IV.V IV IIIJV IV.V IV V IV IV V 青梅 石栋 海棠 木 铁力 木 坤甸 铁木 湿地 木姜 铁刀 木 黑黄 檀 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 V IV ILIII V V IV IV V IV I IV V IV V III.V V V IV IV IV IV IV m IV LII IIIJV m IV,V IV IV III m V S花黄 格木 伯利 印茄 大甘 巴豆 马来甘巴 IV IV V m IV V IV.V IV IV IV V IV.V III IV IV V I I II I II II m IV IV IV V V IV V IV IV IV 9/11 /N I I V IV IL I n Tl w IL I n I n n V I I V Tl I I I V IV V IV IV IV ^0 h I Tl 抗弯 强度 /MPa 蛰乡气干密 度干缩/ * 0^ T1 0^ n T1 0^ V I h TL n 11 IV ^4 ) V I T1 V n n IV (g/cm3 ) H I n I n O 5. 大花 米仔 羽叶 番龙 眼 巴西 黑檀 蔻殛 K 木義XL Wvv 木隸 红卡 雅楝 隋楝TH 15.0 11 V I IV I I wi* T1 V II,IV <1 I I n I I O O O O 151515. 5. . . I V ^22 n I IV •气干密 度/ III III 「缩率/% （生材一气 □叵II 叵IV 3 I i隔 V I I n HE H V n I I 9 I I V I O O O O O 1515. 5. 1515. . 14 . 幅O 5. O 15. O 5. 11 O 5. O 15. O 5. 11 试验 时含 15.0 10/11 V T1 H H Eh n H F T Tla THI n ^0 n I V V IV h I W1 V 顺纹 抗压 m m 抗弯 强度 IIJII 抗弯 弹性 IV IV iMM 隔 H n V 7 ^22 Tl I h n n n 卜顺纹 抗剪 H V m.v D D n D I 端而硬度 m n 端 而 水率 /% 猴子 果 (\"cm3 ) III III II 干） 径向 III V II 强度 /MPa /MPa 模量 /GPa 强度 硬/MPa 度/N 弦 向 IV V I 15.0 15.0 m m III II II m n i m n n m V 铅笔 柏 < TL m n ii n m n m m m m HI n 松 II V V II n 白云 杉 糖松 西部 黄松 II II I II III II I II II IV IV II IV III II II III III I II III V V III V III IV III II II III II II III III III III III II III II n II II II n m n n m m m HI n S加拿 大铁 杉 北美 红杉 红花 械 美洲 栗 II n II n II n IV m II III III III S冈白栋 北美 红栋 黑核 桃木 北美 鹅掌 楸 ® III IV IV IV III in m m n m in IV m IV IV m IV III III III IV II n 11/11 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容