热处理条件下柞木托盘构件力学特性的研究

发布时间：2020-07-09 16:53

【摘要】：随着物流业的飞速发展,托盘的使用量大幅增加,木托盘在未来很长时间仍将会在托盘市场中占据主导位置。由于木材自身的特性,木托盘也存在着很多缺点限制着它的使用及发展。对木材进行热处理来改变其特性,从而提高木托盘使用性能。同时通过热处理提高木托盘的抗弯强度和刚度,增强木托盘的环保性,节约木材用量,提高木材使用效率具有重要研究意义。 通过木托盘的承载性能要求及其影响因素分析,总结出了木托盘的设计流程。分析木托盘的弯曲力学性能,得出了木托盘在集中和均布载荷条件下铺板和纵梁的弯曲强度及弯曲刚度条件,并对其进行比较发现,木托盘铺板在集中载荷下对弯曲强度的要求是均布载荷下的2倍多,集中载荷下对弯曲刚度的要求略大于均布载荷下对弯曲刚度的要求；木托盘纵梁在集中载荷与均布载荷下对弯曲强度的要求相同,集中载荷下对弯曲刚度的要求远大于均布载荷下对弯曲刚度的要求。 本文选取柞木作为实验样本,计算得到铺板试样的含水率为16.92%,纵梁试样的含水率16.92%。将铺板试样和纵梁试样根据应力波检测结果各分成三组,然后在150℃、175℃、200℃、225℃、250℃、275℃的温度下对试样进行了热处理,各温度条件下分别热处理10min、20min、30min、60min、90min、120min、150min、180min。把热处理后的铺板和纵梁试样放在力学试验机上测其力学性能并计算抗弯强度和弹性模量,然后分析最佳的热处理条件。 实验结果表明,对铺板试样,175℃热处理后的抗弯强度最接近未经热处理的抗弯强度,150℃热处理后的弹性模量最接近未经热处理的弹性模量,结合托盘铺板在集中和均布载荷下弯曲强度和刚度条件,得铺板的最佳热处理条件是175℃-60min。 对纵梁试样,175℃热处理后的抗弯强度最接近未经热处理的抗弯强度,150℃热处理后的弹性模量最接近未经热处理的弹性模量,结合托盘纵梁在集中和均布载荷下弯曲强度和刚度条件,得纵梁的最佳热处理条件是175℃-60min。 柞木托盘构件的最佳热处理条件是175℃-60min,该条件下热处理后铺板和纵梁试样的抗弯强度和刚度能满足集中载荷和均布载荷对托盘构件抗弯强度和刚度的要求。
【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TS662
【图文】：

选取其中无腐朽、无节子以及无开裂的210块铺板试件作为实验材料。试样样本如图4-1所示。f,flyilIII I ■“ III丨III[:：:i； I i Ii i ‘‘：”III图4-1铺板的热处理试样4.1.2实验设备采用的检测设备有：德国RINNTECH公司生产的Arbotom应力波测试仪（图4-2)，由于木板内部的缺陷不同，利用Arbotom应力波测试仪测试脉冲信号通过铺板试样的传播时间，然后根据每块试样传播时间，对铺板试样进行分组，以确保实验选材的准确性。同时利用三思力学试验机（图4-3)，测试热处理前后木板的抗弯强度。采用的热处理设备为合肥日新高温技术有限公司生产的CVD (D) -10/40/1型低温管式电阻炉（图4-4)，利用此设备对试件进行不同温度和时间长度的热处理。-25-

图4-17 275°C热处理后作木铺板试样的抗弯强度从图4-17可以看出，在275°C的温度条件下，随着热处理时长的变化，托盘铺板试样的抗弯强度直线减小。试样抗弯强度的最大值为2.28KN/mm2,出现在温度为275。C、时长为20min的热处理条件下；最小值为0.57KN/mm2，出现在250°C-180min的热处理条件。在275°C的温度条件，铺板试样的抗弯强度总体遭受了极大的破坏，因此，这样的温度条件不适合对柞木铺板试样进行热处理。4.3.2铺板试样抗弯强度的实验结论分析利用三思试验机进行测试未经过热处理的9块铺板试样，计算它们的抗弯强度平均值见表4-3。表4-3未进行热处理的铺板试样的抗弯强度试样编号 043 087 066 083 116 021 033 186 155 抗弯强度平均值抗弯强度 2.83 2.75 3.15 2.98 2.54 2.81 2.96 3.03 2.91 2.89经过计算得到它们抗弯强度的平均值为2.89 KN/mm2。对每个处理温度条件下铺板试样的抗弯强度求平均值及其标准差：设15(rC处理温度下铺板试样抗弯强度的平均值

30min、60min、90min、120min、ISOmin的热处理后，计算得出铺板试样的抗弯弹性模量，如图4-18所示。100008000^十 I5(rc6000 - ~?"175T：^^========X^~IIZ-l 200 °C99SV4_ - -f5or2000 +275。CQ I I I I 1 i . IlOmin 20min 30min 60min 90min 120min 150min ISOmin图4-18铺板试样抗弯弹性模量从图4-18可以看出，热处理后最小的弹性模量4610MPa，出现在温度为150°C、时长为lOmin的热处理条件下；其次是4713 MPa,出现在温度为225°C、时长为90min的热处理条件下。弹性模量的最大值出现在温度为25(rC、时长为60min的热处理条下，是8650MPa,其次是8240 MPa,出现在温度为225°C、时长为120min的热处理条下。热处理的温度越高柞木铺板的弹性模量变化越明显，尤其225°C、25(rC、275°C热处理-36-

【共引文献】

相关会议论文 前10条

1 李厚民;李小飞;毛关勇;范嘉铭;;托盘支脚加固优化的试验研究[A];第七届全国MTS材料试验学术会议论文集（二）[C];2007年

2 舒童;王坤;王钊;张新昌;;全瓦楞纸板缓冲包装设计及其仿真实验[A];2007年学术年会论文集[C];2007年

3 田少娟;陈梦颖;李大纲;李苏杨;;杨木刨花模压平面工业托盘的市场化分析[A];第五届长三角科技论坛循环经济与绿色包装论坛论文集[C];2008年

4 陈文燕;;缓冲包装动力学特性测试方法研究[A];第七届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2009年

5 赵臣;;基于EPC的托盘租赁模式研究[A];中国铁道学会物资管理委员会2009年度学术研讨会论文集[C];2009年

6 彭国勋;张波涛;;面向电脑SRS要求的缓冲包装设计[A];第十一届全国包装工程学术会议论文集（一）[C];2007年

7 张书彬;陈文朗;;电饭锅的蜂窝纸板缓冲包装设计[A];第十一届全国包装工程学术会议论文集（一）[C];2007年

8 王保升;郝洪艳;;跌落冲击计算机辅助测试系统的研究[A];第十一届全国包装工程学术会议论文集（二）[C];2007年

9 王宏涛;骆光林;郭彦峰;付云岗;;纸浆模塑制品缓冲性能及其缓冲包装设计方法研究[A];第十一届全国包装工程学术会议论文集（二）[C];2007年

10 徐伟民;张秀梅;;麦秆发泡包装衬垫振动传递性能试验研究[A];第十一届全国包装工程学术会议论文集（二）[C];2007年

相关博士学位论文 前10条

1 武国峰;速生杨木原位聚合改性技术及机理的研究[D];北京林业大学;2012年

2 王都;铁路特种货物物流网络构建及运作研究[D];北京交通大学;2008年

3 周永东;低分子量酚醛树脂强化毛白杨木材干燥特性及其机理研究[D];中国林业科学研究院;2009年

4 姚利宏;毛竹/杉木复合材料胶合界面理化性质研究[D];内蒙古农业大学;2010年

5 杨书仪;产品跌落冲击动力学分析与耐撞性能稳健设计[D];中国矿业大学;2009年

6 江涛;基于氮羟甲基树脂处理的木材功能性改良[D];东北林业大学;2012年

7 任建伟;托盘共用系统调度优化研究[D];西南交通大学;2012年

8 尚莉莉;钩叶藤材的基本性能及增强增韧改性研究[D];中国林业科学研究院;2014年

9 杨峰;竹重组材/OSB复合材料工艺研究与性能预测[D];中国林业科学研究院;2014年

10 李权;香樟木材提取物的成分及其防腐机理的研究[D];福建农林大学;2014年

相关硕士学位论文 前10条

1 刘喜军;车用发动机曲轴运输包装优化研究[D];大连海事大学;2010年

2 罗玲;瓦楞纸箱抗压强度研究[D];暨南大学;2010年

3 孟超莹;瓦楞形状对瓦楞纸板力学性能的影响分析[D];武汉理工大学;2010年

4 戴晓莉;瓦楞纸箱的有限元分析及实验研究[D];武汉理工大学;2010年

5 胡博;瓦楞纸板配纸数据库的建立及研究[D];北京印刷学院;2010年

6 吴正心;竹环蜂窝板托盘研究[D];中南林业科技大学;2007年

7 赵艳艳;经编间隔织物防护面料的开发及相关防护性能的研究[D];东华大学;2011年

8 杨晓谦;运输过程中堆码包装件碰撞分析[D];江南大学;2011年

9 刘同文;持续动载荷作用下包装制品结构疲劳损伤研究[D];江南大学;2011年

10 王明;柳杉增强阻燃处理技术研究[D];北京林业大学;2011年

本文编号：2747728