一種木材橫向剪切強度測量裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及的是一種木材橫向剪切強度測量裝置及方法，屬于木制品質量評價領域。
[0002]【背景技術】:
木質軸銷或榫是木結構和實木家具常用的連接方式，木質軸銷或榫的剪切強度直接關系到木結構和實木家具的結構強度。為了制造高剪切強度的木質軸銷或是篩選高剪切強度的木質軸銷材料，需要測量木材的橫向剪切強度。
[0003]木材抗剪強度視外力作用于木材紋理的方向，分為順紋抗剪強度和橫紋抗剪強度。GB/T1937-2009木材順紋抗剪強度試驗方法、GBT 17517-1998膠粘劑壓縮剪切強度試驗方法一木材與木材、QB/T 1093-2013家具實木膠接件剪切強度的測定等國家或行業標準中規定了木材順紋抗剪強度試驗方法，但目前尚未有木材橫向剪切強度測量方法的標準。沒有木材橫向剪切強度測量方法標準的理由是，對于一般的木材構件發生橫紋剪切的現象不僅罕見，而且橫紋剪切總是伴隨著橫向壓壞纖維產生拉伸作用而并非單純的橫紋剪切，因此通常不作為材性指標進行測定。但是，對于用木質軸銷連接的木結構，木質軸銷發生橫紋剪切破壞的現象多見，測定木材的橫向剪切強度十分必要。
[0004]另外，正由于木質軸銷橫紋剪切破壞現象并非單純的橫紋剪切破壞，還伴隨纖維產生拉伸破壞，因此，木質軸銷橫紋剪切強度除受木質軸銷材自身材性的影響外，還受被接合木構件材性的影響。用傳統的純剪切測試方法無法正確評價木質軸銷橫紋剪切強度，需要一種與木結構實際受力特征相近的木質軸銷橫紋剪切強度測量方法，但是目前尚無此種模式的木材橫向剪切強度測量方法。
【發明內容】
[0005]本發明提出的是一種木材橫向剪切強度測量裝置及方法，其目的旨在解決用傳統的測量裝置和純剪切測試方法無法正確評價木質軸銷橫紋剪切強度的問題。
[0006]本發明的技術解決方案:其結構包括測量木材試件(I )，A、B、C、D、E五塊木材填塊
(2)，左、右支承座(3)，加載頭(4)，左、右夾緊頭(5)，其中測量木材試件(I)的上表面接A、B、C三塊木材填塊(2 )，測量木材試件(I)下表面接D、E 二塊木材填塊(2 )，所述的A木材填塊(2)的表面接左夾緊頭(5)，C木材填塊(2)的表面接右夾緊頭(5)，B木材填塊(2)的表面接加載頭(4)，所述的D木材填塊(2)的下表面接左支承座(3)，E木材填塊(2)的下表面接右支承座(3)。
[0007]木材橫向剪切強度測量方法的原理是:在模擬木構件的木質軸銷接合點的實際受力狀態，利用剪刀口原理，通過力學試驗機加載，實現木材橫向剪切強度的測量。
[0008]具體測量方法，包括
I)左右支承座(3)、加載頭(4)、左右夾緊頭(5)必須用金屬制作而成，左右支承座(3)、加載頭(4)、左右夾緊頭(5)寬度尺寸為30mm，高度尺寸應大于20mm，保證測試過程中有足夠的剛性不變形； 2)五塊木材填塊(2)必須采用與木構件的材性相同木材制作而成，否則會影響測試正確性；高度多20mm ；
3)被測量木材試件(I)兩端通過襯墊有木材填塊(2)的左、右夾緊頭(5)和襯墊有木材填塊(2)的左右支承座(3)夾緊；
4)加載頭(4)與左右支承座(3)之間的間隙要嚴格控制在0.5_，否則會影響測試正確性；力學試驗機的加載速度控制在2?3mm/min。
[0009]本發明的有益效果是:
1)解決了正確評價木質軸銷橫紋剪切強度的問題；
2)在模擬木構件的木質軸銷接合點的實際受力狀態，利用剪刀口原理，通過力學試驗機加載，實現木材橫向剪切強度的測量；
3)在支承座、加載頭及夾緊頭與被測量木材試件之間襯墊了與木構件的材性相同木材填塊，力學試驗機加載的力均通過木材填塊(2)施加到被測量木材試件(I)上，由于木材填塊(2)與木構件的材性相同，使測試的加載過程十分接近于木質軸銷的實際受力狀態，用該方法獲取的測試結果，能真實反映木質軸銷橫紋剪切強度，即木材橫紋剪切強度。
【附圖說明】
[0010]圖1是木材橫向剪切強度測量裝置的示意圖。
[0011 ] 圖中的I是測量木材試件，2是木材填塊，3是左、右支承座，4是加載頭，5是左、右夾緊頭，F1是力學試驗機施加的測試載荷，F2是支承座對木材試件反作用力。
【具體實施方式】
[0012]一種木材橫向剪切強度測量裝置，其結構包括測量木材試件(I )，A、B、C、D、E五塊木材填塊(2)，左、右支承座(3)，加載頭(4)，左、右夾緊頭(5)，其中測量木材試件(I)的上表面接A、B、C三塊木材填塊(2)，測量木材試件(I)下表面接D、E 二塊木材填塊(2)，所述的A木材填塊(2)的表面接左夾緊頭(5)，C木材填塊(2)的表面接右夾緊頭(5)，B木材填塊(2 )的表面接加載頭(4 )，所述的D木材填塊(2 )的下表面接左支承座(3 )，E木材填塊(2 )的下表面接右支承座(3)。
[0013]所述的A、B、C、D、E五塊木材填塊(2 )，左、右支承座(3 )，加載頭(4)，左、右夾緊頭
(5)的寬度30_。
[0014]所述的A、B、C、D、E五塊木材填塊(2)的高度彡20mm。
[0015]所述的加載頭(4)與左、右支承座(3)之間的間隙0.5mm。
[0016]—種木材橫向剪切強度測量方法，包括
1)左右支承座(3)、加載頭(4)、左右夾緊頭(5)必須用金屬制作而成，左右支承座(3)、加載頭(4)、左右夾緊頭(5)寬度尺寸為30mm，高度尺寸應大于20mm，保證測試過程中有足夠的剛性不變形；
2)五塊木材填塊(2)必須采用與木構件的材性相同木材制作而成，否則會影響測試正確性；高度多20mm ；
3)被測量木材試件(I)兩端通過襯墊有木材填塊(2)的左、右夾緊頭(5)和襯墊有木材填塊(2)的左右支承座(3)夾緊； 4)加載頭(4)與左右支承座(3)之間的間隙要嚴格控制在0.5_，否則會影響測試正確性；力學試驗機的加載速度控制在2?3mm/min。
實施例
[0017]如圖1所示，左右支承座(3)、加載頭(4)、左右夾緊頭(5)必須用金屬制作而成，寬度尺寸為30mm，高度尺寸應大于20mm，保證測試過程中有足夠的剛性不變形；五塊木材填塊(2)采用了與被木質軸銷(S卩，被測量木材)所連接的木構件相同的材料制作而成，否則會影響測試正確性；被測量木材試件(I)兩端通過襯墊有木材填塊(2 )的左右夾緊頭(5 )和襯墊有木材填塊(2)的左右支承座(3)夾緊。加載頭(4)與左右支承座(3)之間的間隙控制在0.5mm，否則會影響測試正確性；力學試驗機的加載速度控制在2?3mm/min。
【主權項】
1.一種木材橫向剪切強度測量裝置，其特征是包括測量木材試件(1)，A、B、C、D、E五塊木材填塊(2 )，左、右支承座(3 )，加載頭(4)，左、右夾緊頭(5 )，其中測量木材試件(I)的上表面接A、B、C三塊木材填塊(2)，測量木材試件(I)下表面接D、E 二塊木材填塊(2)，所述的A木材填塊(2)的表面接左夾緊頭(5)，C木材填塊(2)的表面接右夾緊頭(5)，B木材填塊(2)的表面接加載頭(4)，所述的D木材填塊(2)的下表面接左支承座(3)，E木材填塊(2)的下表面接右支承座(3)。2.根據權利要求1所述的一種木材橫向剪切強度測量裝置，其特征是所述的A、B、C、D、E五塊木材填塊(2)，左、右支承座(3)，加載頭(4)，左、右夾緊頭(5)的寬度30mm。3.根據權利要求1所述的一種木材橫向剪切強度測量裝置，其特征是所述的A、B、C、D、E五塊木材填塊(2)的高度彡20mm。4.根據權利要求2所述的一種木材橫向剪切強度測量裝置，其特征是所述的加載頭(4)與左、右支承座(3)之間的間隙0.5mm。5.如權利要求1的木材橫向剪切強度測量方法，其特征是包括如下步驟: 1)左右支承座(3)、加載頭(4)、左右夾緊頭(5)用金屬制作而成，左右支承座(3)、加載頭(4)、左右夾緊頭(5)的寬度尺寸為30mm，高度尺寸大于20mm，保證測試過程中有足夠的剛性不變形； 2)五塊木材填塊(2)采用與木構件的材性相同木材制作而成，否則會影響測試正確性；高度^ 20mm ; 3)被測量木材試件(I)兩端通過襯墊有木材填塊(2)的左、右夾緊頭(5)和襯墊有木材填塊(2)的左右支承座(3)夾緊； 4)加載頭(4)與左右支承座(3)之間的間隙控制在0.5_，否則會影響測試正確性?’力學試驗機的加載速度控制在2?3mm/min。
【專利摘要】本發明是一種木材橫向剪切強度測量裝置及方法，其結構包括被測量木材試件，五塊木材填塊，左、右支承座，加載頭，左、右夾緊頭，其測量方法在于力學試驗機加載的力均通過木材填塊施加到被測量木材試件上，由于木材填塊與木構件的材性相同，使測試的加載過程十分接近于木質軸銷的實際受力狀態，使測試結果能真實反映木質軸銷橫紋剪切強度。優點與效果：1）解決了正確評價木質軸銷橫紋剪切強度的問題；2）在支承座、加載頭及夾緊頭與被測量木材試件之間襯墊了與木構件的材性相同木材填塊，使測試的加載過程十分接近于木質軸銷的實際受力狀態，用該方法獲取的測試結果，能真實反映木質軸銷橫紋剪切強度，即木材橫紋剪切強度。
【IPC分類】G01N3/24
【公開號】CN105115836
【申請號】CN201510550841
【發明人】關惠元, 苗艷鳳, 吳智慧, 徐偉, 杜安磊, 蔡琦
【申請人】南京林業大學, 廣東省宜華木業股份有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年9月1日