運動木地板板材的力學性質分析

1． 運動木地板抗壓強度
木材受到外界壓力時，抵抗壓縮變形破壞的能力，稱為抗壓強度。其單位為Pa。通常分為順紋與橫紋兩種抗壓強度。
（1） 順紋抗壓強度，外部機械力與木材纖維方向平行時的抗壓強度，稱為順紋抗壓強度。由于順紋抗壓強度變化小，容易測定，所以常以順紋抗壓強度來表示木材的力學性質。一般木材順紋可承受（30～79）*106Pa的壓力。其計算公式如下：Dw=P/ab式中Dw——含水率為W%時，木材的順紋抗壓強度（Pa）,P____試樣更大載荷（N），a,b___試樣的厚度和寬度（M）
（2） 橫紋抗壓強度：外部機械力與木材纖維方向互相垂直時的抗壓強度，稱為橫紋抗壓強度。
由于木材主要是由許多管狀細胞組成，當木材橫紋受壓時，這些管狀細胞很容易被壓扁。所以木材的橫紋抗壓極限強度比順紋抗壓極限強度低。但是，橫紋受壓的面積往往較大，所以破壞時的載荷也相應大些，其公式如下：dw=P/ab式中Dw——含水率為W%時，木材的橫紋抗壓強度（Pa）,P____試樣更大載荷（N），a,b___試樣的厚度和寬度（M）由于橫紋壓力測試較困難，所以我們常以順紋抗壓強度的百分比來估計橫紋抗壓強度。但樹種不同，比例也不同。一般針葉樹材橫紋抗壓極限強度為順紋的10%，闊葉樹材的橫紋抗壓極限強度為順紋的15～20%。
2 運動木地板抗拉強度
木材受外加拉力時，抵抗拉伸變形破壞的能力，稱為抗拉強度。它分為順紋和橫紋兩種抗拉強度。
（1） 順紋抗拉強度；即外部機械拉力與木材纖維方向相互平行時的抗拉強度。木材的順紋抗拉強度是所有強度中更大的，各種樹種平均為117.6*106Pa
（2） 橫紋抗拉強度：即外部機械拉力與木材纖維方向相互垂直時的抗拉強度。木材的順紋抗拉強度。木材橫紋抗拉極限強度遠較順紋抗拉極限強度低，一般只有順紋抗拉強度的1/10～1/40。這是因為木材纖維這間橫向聯系脆弱，容易被拉開。因此，家具結構上應避免產生橫紋拉力
3 運動木地板抗剪強度
使木材的相鄰兩部分產生相對位移的外力，稱為剪力。木材抵抗剪力破壞的能力，稱為抗剪強度。由于剪力的作用方向不同，故可將其分為順紋剪切，橫紋剪切和截紋切斷三種。
木材的抗剪強度也可以相應地分為：順紋剪切強度，橫紋剪切強度和截紋切斷強度三種。
（1） 順紋抗剪強度：剪力方向和剪切平面均與木材纖維方向平行時的抗剪強度，叫做順紋抗剪強度。木材在順紋剪切時，絕大部分纖維本身不被破壞，僅破壞受剪面上的纖維聯結部分。所以，木材的順紋抗剪強度小，一般只有順紋抗壓強度的15～30%。若木材本身存在裂紋時，則抗剪強度就更低。相反，若受剪區有斜紋或節子等，反而可以增大抗剪強度。順紋抗剪極限強度計算公式如下：
Cw=P/ab式中Dw——含水率為W%時，木材順紋抗剪極限強度（Pa）,P____試樣更大載荷（N），a,b___試樣的厚度和寬度（M）（2） 橫紋抗剪強度：剪力方向和剪切平面均與木材纖維方向垂直，而剪切面與木材纖維方向平行時抗剪強度，叫做橫紋抗剪強度。木材的橫紋抗剪極限強度很低。只有順紋抗剪極限強度的一半左右。
（3） 截紋抗剪強度：剪力方向和剪切面都與木材纖維方向垂直時的抗剪強度。在抗剪強度中，材的截紋抗剪極限強度更大，約為順紋抗剪極限強度的3倍。
在實際應用中，很少出現純粹的截紋剪斷情況。在橫紋剪切的情況中，也常是木材先受壓變形，然后才發生錯動。所以，計算橫紋抗剪強度的實際意義不大。我們通常說的木材的抗剪強度是指木材的順紋抗剪強度。
4 運動木地板靜力抗彎強度
有一定跨度的木材，受到垂直于木材纖維方向的外力作用時后，會產生彎曲變形。木材抵抗上述彎曲變形破壞的能力，稱為木材的抗變強度。如果外力的施加速度是緩慢，均勻的，則可稱之為靜力。我們把在靜力作用下木材的抗彎極限強度稱為木材的靜力彎曲極限強度。其計算公式

如下：Bw=3Pl/bh2式中Bw——含水率為W%時，靜力彎曲極限強度（Pa）P——試樣更大載荷（N）L——支座間跨距（m）b——試樣高度（m）靜力彎曲與順紋抗壓一樣，是木材力學性質中極其重要的一種強度指標。我們把木材的靜曲極限強度與順紋抗壓極限強度兩者之和稱為木材的力學特性。木材的力學特性可分為三等：弱：＜110*106 Pa中：＜（110～170）*106 Pa強： ＞170*106 Pa
5 運動木地板硬度
木材的硬度是指木材抵抗其他剛體壓入的能力，單位是N/m2或Pa木材硬度的大小與木材的切削，磨損等有密切關系。硬度大的木材耐磨，但不易刨削，鋸削。所以加工堅硬的木材時，必須選擇適宜的刀具和切削速度。
同一塊木材，其硬度是端面更大，弦面次之，徑面更小，實際上徑面和弦面相差不大，在生產中也沒有大的區分。根據木材端面硬度的大小，木材的軟硬程度可分為六級：甚軟：20*106 Pa軟：（20～35）*106 Pa略軟：（35～50）*106 Pa略硬：（50～65）*106 Pa硬：（65～100）*106 Pa甚硬：（＞100）*106Pa
6 運動木地板的許用應力和安全系數
木材的強度是以木材的極限強度來表示的，其意義是：當外力達到此值時，木材就會被破壞。同時，木材極限強度的測定是在實驗室里進行的，采用小而無疵病的標準試件在一定的靜力條件下求得。但是，在實際應用中，必須考慮各種附加因素的影響。所以，極限強度的數值不能直接作為設計工作的依據，而要打上一個綜合了各方面因素的折扣，才能用于實用計算。這個所打折扣的數值叫做安全系數，用K表示。把木材的極限強度除以安全系數，得到的數值我們稱為木材的許用應力，用〔a〕表示。〔a〕是進行設計工作，實用計算的依據。
關系式：許用應力=極限強度/安全系數=Bw/K=〔a〕或安全系數=極限強度/安全系數=Bw/〔a〕=K
由于木材組織的不均勻性和各種缺陷，疵病及其他因素的影響，木材的安全系數要比金屬材料的安全系數大得多，一般取3.5～6。當有了許用應力〔a〕后，我們就可以對具體的家具結構進行強度校核了。若研究對象截面上的實際應力a小于許用應力〔a〕，則說明構件安全，反之，如截面上的實際應力a大于許用應力〔a〕，則表示構件不安全，在正常的使用中可能會被破壞。同樣，當我們知道了更大外載荷Pmax及許用應力〔a〕時，我們也可以計算出某一構件的截面積至少需要多大。