都是一样的，但这些树种的木材在径向拉伸时还 有参与轴向拉伸的微纤丝。 ➢其中散孔材径向拉伸的强度大于弦向。
8.5 木材的强度、韧性与破坏
(4) 单轴应力下木材的变形与破坏特点
⑤ 顺纹剪切 顺纹剪切分为弦切面和径切面。
➢ 宏观破坏特点 木材纤维在顺纹理的方向发生相互滑移。弦切
面的剪切破坏（剪切面平行于生长轮）常出现于早 材部分，破坏面较光滑。径切面剪切破坏（剪切面 垂直于年轮），表面较粗糙。
木材还有许多微（内部）破坏，如木材干燥 时出现的皱裂、干裂；伐倒木出现的压裂；防腐 加压浸注时的纹孔破裂等。
8.5 木材的强度、韧性与破坏
(3) 木材的破坏
②木材破坏的原因 从细胞壁结构和细胞壁物质结构性质来看，木
材发生破坏的原因是微纤丝和纤维素骨架的填充物 的撕裂，或纤维素骨架的填充物的剪
➢ 微观变化 细胞的横截面变形，当压缩载荷足够大时，这
种变形将继续扩大，直至载荷超过木材的弹性极限 后，木材外部纤维溃坏，并变得紧密，产生永久变 形。外部纤维破坏最大，也压得最紧密。
8.5 木材的强度、韧性与破坏
(4) 单轴应力下木材的变形与破坏特点 ③ 顺纹拉伸
讨论：
木材主要力学性能指标有哪些？
8.6 木材主要力学性能指标
抗压强度 抗拉强度 抗弯强度和抗弯弹性模量 抗剪强度 冲击韧性 硬度 木材工艺力学指标
8.6 木材主要力学性能指标
力学性能指标分类
➢根据外力种类划分：压缩强度、拉伸强度、抗弯 强度、抗剪强度、扭曲强度、冲击韧性、硬度、 木材工艺力学指标等。
教学内容
8.1 应力与应变 8.2 木材的弹性 8.3 木材的黏弹性 8.4 木材力学性质的特点 8.5 木材的强度、韧性与破坏 8.6 木材主要力学性能指标 8.7 影响木材力学性质的主要因素 8.8 木材的容许应力
8.5 木材的强度、韧性与破坏
(1) 木材的强度 强度
材料抵抗所施加应力而不致破坏的能力，表 示单位截面积上材料的最大承载能力。
破坏的决定性作用取决于应力状态的类型。
8.5 木材的强度、韧性与破坏
(4) 单轴应力下木材的变形与破坏特点
① 顺纹压缩 ➢ 顺纹压缩破坏的宏观特征
最初现象是横跨侧面的细线条，随着作用力加 大，变形随之增加，材面上开始出现皱褶。
破坏形状和破坏部位常取决于木材含水率和硬 度等因素。
8.5 木材的强度、韧性与破坏
应力（MPa）
100
C
80
60
40
20 A
B
o 10 30 50 70 应变(%)
针叶树材和阔叶树材环 孔材径向压缩曲线
8.5 木材的强度、韧性与破坏
(4) 单轴应力下木材的变形与破坏特点
② 横纹压缩 ➢ 宏观变化
首先是纤维受压变紧密。局部横压时，承受板 凹陷入木材，木材与承受板接触部分的纤维破坏， 远离承受板的纤维未受影响。当荷载继续增加时， 试件未受压的端部会突出，或呈水平劈裂。
➢ 木材强重比高、易吸收能量 ➢ 木结构重量轻、
“墙倒屋不塌”、以柔克刚
抗变形能力强
都江堰市的伏龙观
天津蓟县独乐寺
➢承重能力强，能缓冲震 荡，阻止进一步破坏。
8.5 木材的强度、韧性与破坏
(3) 木材的破坏
① 木材结构破坏 组织结构在外力作用下发生断裂、扭曲、错
位，使木材宏观整体完全丧失或部分丧失原有物 理力学性能的现象。
1/35～1/65。木材在径向和弦向拉伸时的强度 差异，取决于木材密度及射线的数量与结构。 ➢针叶材和环孔材弦向拉伸时，参与拉伸的微纤 丝数量比径向拉伸时多，这是因为径向拉伸时应 力集中在早材部分。
8.5 木材的强度、韧性与破坏
(4) 单轴应力下木材的变形与破坏特点 ④ 横纹拉伸 ➢散孔材参与横向拉伸的微纤丝不论在径向或弦向
根据所施加应力的方式和方向的不同，木材 具有顺纹抗拉强度、顺纹抗压强度、横纹抗压强 度、抗弯强度等多项力学强度。
8.5 木材的强度、韧性与破坏
(2) 木材的韧性
韧性 指材料在不致破坏的情况下所能抵抗的瞬时最
大冲击能量值。 木材是具有一定韧性的材料，在国家标准中采
用冲击韧性参数来表征其韧性。
8.5 木材的强度、韧性与破坏
8.5 木材的强度、韧性与破坏
(4) 单轴应力下木材的变形与破坏特点
⑤ 顺纹剪切 ➢ 微观破坏特点
在显微镜下观察，顺纹剪切破坏对于较硬的木 材在晚材中剪切产生于细胞壁之间，而在较轻的木 材中产生于早材细胞的细胞壁。
8.1 应力与应变 8.2 木材的弹性 8.3 木材的黏弹性 8.4 木材力学性质的特点 8.5 木材的强度、韧性与破坏 8.6 木材主要力学性能指标 8.7 影响木材力学性质的主要因素 8.8 木材的容许应力
➢应力-应变关系是一条非线性的曲线： 常规型，是散孔材横压时的特征，为不具平台的连 续曲线。 三段型，是针叶树材和阔叶树材环孔材径向受压时 的特征曲线。弦向压缩不出现3段式曲线。
8.5 木材的强度、韧性与破坏
(4) 单轴应力下木材的变形与破坏特点
② 横纹压缩 ➢三段型应力-应变曲线：
早材的弹性曲线：OA 早材压损过程曲线：AB 晚材弹性曲线：BC
(4) 单轴应力下木材的变形与破坏特点 ① 顺纹压缩 ➢ 顺纹压缩破坏的微观特征
初期，最先在纤维细胞壁上产生单一错位的裂 纹状细线；中期，受压的皱痕使整个破坏区的细胞 壁都扭曲；后期，早材细胞常发生扭曲，以适应木 材破坏的外形。
8.5 木材的强度、韧性与破坏
① 顺纹压缩 ➢ 例如，干燥的硬材仅发生剪切破坏
硬的木材，由于应力集中现象比软材小得多， 并且由于空隙度小、强度大的解剖分子比软材多， 不易压皱。
中等硬度的木材破坏，有时端部压溃，有时产 生剪切破坏，这主要是木射线在径切面为骨架，起 支撑作用。
8.5 木材的强度、韧性与破坏
(4) 单轴应力下木材的变形与破坏特点
② 横纹压缩 作用力方向与木材纹理方向相垂直的压缩。
破坏主要是纵向撕裂和微纤丝之间的剪切。 ➢顺纹拉伸时的变形不大，通常应变值小于1%～
3%，强度值却很高。 ➢顺纹拉伸时，微纤丝之间产生滑移使微纤丝撕裂
破坏，破坏断面通常呈锯齿状。
8.5 木材的强度、韧性与破坏
(4) 单轴应力下木材的变形与破坏特点 ④ 横纹拉伸
木材横纹拉伸分径向拉伸和弦向拉伸。 ➢木材横纹拉伸强度很低，只有顺纹拉伸强度的