木质工程材料的增强设计、性能预测与评价及可靠性分析

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
31170516
项目类别：
面上项目
资助金额：
65.0万
负责人：
胡英成
依托单位：
东北林业大学
学科分类：
C1603.木材物理学
结题年份：
2015
批准年份：
2011
项目状态：
已结题
起止时间：
2012-01-01 至2015-12-31

项目参与者：
王立峰；冯莉；张利；薛冰；程芳超；孟繁晶；李金；
关键词：
性能预测可靠性分析性能评价木质工程材料增强设计

项目摘要

本项目通过理论计算与实验分析，选择适合于木质工程材料的增强材料、增强方式，探索木质工程材料的局部增强；基于材料的断裂力学理论，利用复合材料力学模型，同时结合有限元分析和无损检测技术，获得增强木质工程材料的综合力学性能；评价增强木质工程材料的蠕变性能，评价其在长期载荷作用和各种环境因素下的性能变化，从而得到增强木质工程材料随时间变化的力学性能变化规律，基于此变化计算其时变可靠度，并根据国家现行建筑结构可靠性统一标准的要求预测其使用寿命。本研究通过对木质工程材料的增强设计和性能评价，为木质工程材料高效利用提供科学的依据，并使其能够满足更高的建筑结构要求，拓宽其应用领域，同时可丰富并完善木质工程材料的评价体系，使其性能评价更为全面、客观。此外，本研究通过对增强木质工程材料的可靠性分析，为其应用于木结构建筑的安全性提供科学依据，使其在工程结构中的应用更加安全可靠，保障人民群众的生命财产安全。

结项摘要

对木质工程材料进行深入的研究，并扩大木质工程材料的使用范围，可缓解木材资源紧张现状并提升木材产业结构。本项目对木质工程材料的增强设计进行了研究，提出了适合于木质工程材料的增强方式（尤其是局部增强）和制造方法，实现了既能够提高其力学强度，又能减小其性能的变异性，同时还能够降低木质工程材料的增强成本；通过运用断裂力学理论考察了木材-增强材料粘接界面的粘接性能和断裂性能，揭示了木材和增强材料这两种不同材料粘接和断裂的机理；建立了基于粘接性能和断裂性能的增强型木质工程材料力学性能预测模型，实现了根据使用要求来选择和设计不同的增强材料、增强方式；提出了适合于增强型木质工程材料力学性能评价的无损检测新方法，揭示了增强型木质工程材料振动性能与抗震性能之间的关系，建立了基于振动性能的增强型木质工程材料力学性能预测模型；揭示了增强型木质工程材料在不同使用环境下可靠性的变化规律，实现了增强型木质工程材料在不同使用环境下使用寿命的预测。上述研究可丰富并完善木质工程材料的评价体系，使其性能评价更为全面、客观，为增强型木质工程材料的合理利用提供了科学依据。