旋切板胶合木(LVL)蠕变性能试验研究及数值模拟

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旋切板胶合木(Laminated Veneer Lumber,简称LVL)具有轻质高强、力学性能稳定、出材率高、规格尺寸灵活等特点,是一种高性能、生态环保的新型建筑复合材料,大量应用于建筑、桥梁等工程领域。本文通过LVL的沿木纹方向抗压、抗拉等基本材性试验,确定了所用LVL的基本力学性能。试验结果表明,LVL比原木、锯材在强度、力学性能稳定性方面都有显著提高。蠕变是木材及木质复合材料区别于其他结构材料最显著的特点之一,在考虑某木质复合材料是否适用于工程用途时,材料的蠕变特性是一个重要因素。本文对LVL的蠕变性能进行了试验研究和数值模拟,并对LVL构件的蠕变特性进行了有限元分析。利用自行研发的蠕变试验装置对LVL进行了多种荷载水平下的拉伸与压缩蠕变试验,积累了包括试件变形与时间以及试验荷载在内的第一手试验数据。基于试验结果分析了LVL蠕变本构模型组成,建立了LVL蠕变应变与时间的本构关系式。对LVL蠕变试验的数值模拟结果进行了分析,发现数值模拟结果与试验结果吻合得很好,说明应用数值模拟方法对复杂的蠕变试验过程进行研究是可行的。对LVL基本构件进行考虑蠕变的有限元分析,可以预测构件在某一荷载水平下的长期变形。本文研究对预测木材及LVL等木质复合材料制成的构件乃至复杂结构的长期受荷性能,提供了理论依据和分析方法,对这类结构的设计和工程应用提供了有益参考。
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