全 文 ：第 51 卷 第 5 期
2 0 1 5 年 5 月
林 业 科 学
SCIENTIA SILVAE SINICAE
Vol. 51，No. 5
May，2 0 1 5
doi:10．11707 / j．1001-7488．20150511
收稿日期: 2014 － 10 － 08; 修回日期: 2014 － 11 － 04。
基金项目: 教育部高等学校博士学科点专项科研基金(博导类)课题(20130062110005)。
* 花军为通讯作者。哈尔滨工业大学空间碎片高速撞击研究中心张伟教授、任鹏博士对试验顺利完成和数据处理工作给予帮助，谨此
致谢。
基于 SHPB试验的桦木压缩动力学特性*
许 威 花 军 张绍群 陈光伟
(东北林业大学机电工程学院 哈尔滨 150040)
摘 要: 【目的】利用木材动态压缩加载试验研究热磨机研磨解离破碎阶段木材原料受动态压缩载荷的动力
学特性，并研究应变率、加载方向对木材原料动力学特性的影响，旨在深化木材原料研磨解离机制的研究，为热
磨法纤维分离设备及磨片的齿形结构优化设计提供理论指导。【方法】利用 Hopkinson 杆试验装置对含水率为
12. 65%、密度为 0. 50 g·cm － 3的桦木试件进行应变率约为 400，800，1 200 s － 1，加载方向为径向、弦向和轴向的动
态压缩试验，获得桦木在不同应变率及方向上动态压缩加载的解离特征、动态应力 － 应变曲线及相应的力学特
性。【结果】对比分析各组试验后试件的破坏形态发现: 1) 当应变率约为 400 s － 1时，径向、弦向和轴向加载的
试件主要发生塑性变形; 2) 当应变率约为 800 s － 1时，径向加载试件被解离成几大块，并且有一些“火柴棍”状的
小试件从大试件上剥离; 弦向加载试件沿加载方向上产生更大的塑性变形，并且在试件上、下两端处沿加载方
向产生贯穿性裂纹，试件被解离成三大块; 轴向加载试件受载面边缘处的纤维大量产生压溃现象，在加载面上
产生贯穿性裂纹且有片状小试件从大试件上剥离; 3) 当应变率约为 1 200 s － 1时，径向加载试件被解离成大量
“火柴棍”状的小试件，并且小试件的尺寸明显小于应变率为 800 s － 1时; 弦向加载试件沿加载方向上产生的塑
性变形与应变率为 800 s － 1时相当，但是试件上端处被解离成许多片状的小试件，并且沿加载方向试件上产生了
数条贯穿整个试件的大裂纹; 轴向加载试件被解离成大量短粗状的小试件，并且小试件上带有明显的褶皱。对
比分析各组试验试件的应力 －应变曲线发现: 1) 动态压缩加载条件下桦木的应力 － 应变曲线可以由屈服点应
变分为弹性阶段和屈服后弱线性强化阶段 2 部分; 2) 桦木沿径向加载应变率约为 400，800，1 200 s － 1时，其屈服
强度和韧性模量分别为 4. 56，10. 49，14. 22 MPa 和 2. 88，8. 32，20. 70 kJ·cm － 3，应变率从 400 s － 1 增加到
1 200 s － 1时，屈服强度和韧性模量分别增加了 2. 11 和 6. 19 倍; 3 ) 桦木沿弦向加载应变率约为 400，800，
1 200 s － 1时，其屈服强度和韧性模量分别为 5. 87，7. 90，9. 65 MPa 和 2. 53，7. 41，12. 92 kJ·cm － 3，应变率从
400 s － 1增加到1 200 s － 1时，其屈服强度和韧性模量分别增加了 0. 64 和 4. 10 倍; 4) 桦木沿轴向加载应变率约为
400，800，1 200 s － 1时，其屈服强度分别为 22. 90，71. 41，96. 37 MPa 和 18. 79，67. 74，114. 32 kJ·cm － 3，应变率从
400 s － 1增加到1 200 s － 1时，其屈服强度和韧性模量分别增加了 3. 21 和 5. 08 倍。【结论】随着应变率的增加，桦
木的解离程度加大，径向加载最易解离，轴向加载最难解离; 桦木的动态压缩屈服强度、动态压缩韧性模量具有
很强的应变率敏感性，是一种应变率敏感材料。
关键词: 分离式 Hopkinson 杆; 桦木; 压缩动力学特性; 应变率; 动态压缩屈服强度; 动态压缩韧性模量
中图分类号: S781. 2 文献标识码: A 文章编号: 1001 － 7488(2015)05 － 0095 － 07
Ｒesearch on Dynamic Compression Characteristics of Birch Wood Based on SHPB Test
Xu Wei Hua Jun Zhang Shaoqun Chen Guangwei
( School of Mechanical and Electrical Engineering，Northeast Forestry University Harbin 150040)
Abstract: 【Objective】In the refiner grinding dissociation crushing stage，dynamic compression characteristics of wood
raw materials were investigated by dynamic compression loading test． 【Method】Dynamic compression experiments along
radial，tangential and axial loading directions of birch wood ( average moisture content and density was 12． 65% and 0． 50
g·cm － 3，respectively) were implemented by SHPB experimental device，and the strain rates were approximately 400，
800，1 200 s － 1 ． The separation behavior during dynamic compression loading processes，dynamic stress-strain curves and
the corresponding mechanical properties of wood were obtained in different loading directions and at different strain rates
林 业 科 学 51 卷
condition． 【Ｒesult】The comparative analysis results of wood damage patterns indicated that: 1) When the strain rate was
400 s － 1，plastic deformation mainly occurred in specimens，irrespective of radial，tangential or axial loading direction． 2)
When the strain rate was 800 s － 1，radial-loading specimens were separated into several large pieces，and there were some
small pieces，like“matchstick”，stripped out from the specimens． Severe plastic deformation was found along the loading
direction in tangential-loading specimens． Furthermore，penetrating cracks along the top and bottom surfaces of the
specimens were observed in tangential-loading specimens，which were dissociated into three large pieces． As for axial-
loading specimens，crushing phenomenon and a large number of penetrating cracks occurred in loading surface，and some
small pieces were stripped from the specimens． 3) When the strain rate was 1 200 s － 1，radial-loading specimens were
dissociated into a large number of small“matchstick”pieces，and the size was obviously smaller than that at 800 s － 1
strain rate． As for the tangential-loading specimens，plastic deformation degree was similar to the situation when strain rate
was 800 s － 1 ． However，the top surfaces of the specimens were separated into several small sheet pieces，and some big
cracks throughout the loading direction of specimens can be found． Axial-loading specimens were separated into a number
of small stubby shape pieces with wrinkles． The Comparative analysis results of wood stress-strain curve showed that: 1)
The stress-strain curve can be divided into elastic stage and weak linear strengthening stage by the yield point． 2) For
radial-loading specimens，when the strain rates were approximately 400，800，1 200 s － 1，the yield strength and toughness
modulus of wood were 4． 56，10． 49，14． 22 MPa and 2． 88，8． 32，20． 70 kJ·cm － 3，respectively ． Furthermore，when the
strain rate increased from 400 s － 1 to 1 200 s － 1，the yield stress and toughness modulus increased by 2． 11 times and 6． 19
times，respectively． 3) For tangential-loading specimens，when the strain rates were about 400，800，1 200 s － 1，the
yield strength and toughness modulus of wood were 5． 87，7． 90，9． 65 MPa and 2． 53，7． 41，12． 92 kJ·cm － 3，
respectively． Furthermore，when the strain rate increased from 400 s － 1 to 1 200 s － 1，the yield stress and toughness
modulus increased by 0． 64 times and 4． 10 times，respectively． 4) For axial-loading specimens，when the strain rates
were approximately 400，800，1 200 s － 1，the yield strength and toughness modulus of wood were 22． 90，71． 41，96． 37
MPa and 18． 79，67． 74，114． 32 kJ· cm － 3，respectively． Furthermore，when the strain rate increased from 400 s － 1 to
1 200 s － 1，the yield stress and toughness modulus increased by 3． 21 times and 5． 08 times，respectively． 【Conclusion】
The results showed that dissociation degree of birch increased with the increasing of strain rate． The radial-loading
specimens were the most easy to seperate and the axial-loading specimens were the most hard to dissociate． Dynamic
compressive yield strength and dynamic compression toughness modulus of Birch exhibited high strain rate sensitivity．
Therefore，Birch is a strain rate sensitive material．
Key words: split Hopkinson bars; birch wood; dynamic compression characteristics; strain rate; dynamic compression
yield strength; dynamic compression toughness modulus
木纤维是以木材为原料经机械研磨或化学处理
后生成的木质原料。目前，木纤维的制备主要采用
机械研磨法，研磨过程中木片在磨盘之间被解离成
木纤维(Hua et al．，2010)。在纤维研磨过程中，磨
片的基本齿形结构对木材原料的动载作用发生复杂
的结联，磨片的齿形结构参数必须结合木材原料的
研磨解离机制才能够进行优化(张秀利等，1999;
邓斌等，1996; Ｒunklera et al．，2003)。但受限于纤
维分离设备的封闭式结构及其高热、高压的工作环
境，现有传感器和检测器件难于安装在设备内部检
测纤维研磨解离的全过程以及其中蕴涵的动力学现
象。针对这一难题，许多国外学者将木材原料的研
磨解离机制问题转化为研磨条件下木材原料动态力
学特性的研究: Atack 等(1961)研究了带有预制裂
纹木材的力学性能; Eskelinen 等 (1982)使用摆锤
力学试验机，测试了 8 个不同冲击方向对冲击能量
吸收的影响; Uhmeier 等(1996)利用伺服液压力学
试验机研究了 25 s － 1、98 ℃条件下云杉(Picea)的力
学性能; Berg(2001)研究了冲击速度对纤维热磨时
木片断裂过程的影响; Petri 等 (2002)研究了温度
对蒸 汽 处 理 木 材 的 压 缩 力 学 性 能 的 影 响;
Widehammar(2004)利用伺服液压万能力学试验机
和截面为矩形的分离式 Hopkinson 杆( SHPB)研究
了云杉的力学性能，发现应变率对云杉的力学性能
有很大影响; Holmgren 等(2008)为了能够在试验中
实现蒸汽预处理，改进了 SHPB 试验装置对云杉进
行了径向和轴向的压缩试验。
国内学者对研磨条件下木材原料动态力学特性
的研究尚未见报道，但对静态及准静态加载条件下
木材的断裂力学已开展了大量的研究(孙艳玲等，
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第 5 期 许 威等: 基于 SHPB 试验的桦木压缩动力学特性
1997; 2009; 邵卓平等，2002; 2003; 2010; 田振农
等，2010)，还将分形理论引入到木材断裂的研究中
(许威，2011)，利用 CT 技术(费本华等，2007)、三
维扫描技术(张绍群等，2014)等计算了木材断口的
分形维数，这对研磨条件下木材动态力学特性的研
究具有重要的借鉴与参考价值。
实际上，木材从削片、进入预热器、直至进入热
磨机之前都伴随着形变的发生，只是应变率较低，进
入热磨机研磨时木材变形的应变率迅速升高，研磨
破碎 阶 段 木 材 的 应 变 率 大 约 是 1 000 s － 1
(Widehammar，2004)。国外对热磨机研磨条件下
木材原料力学性能的研究开展较早，但是绝大多数
研究都是在准静态或应变率较低的环境下进行的，
无法达到热磨机研磨条件下的应变率，这导致研究
得到的结果严重脱离了生产的实际情况。分离式
Hopkinson 杆 ( SHPB ) 技 术 是 获 得 材 料 在
102 ～ 104 s － 1应变率范围内动力学特性的主要试验
手段(姜风春等，1999)，完全可以满足热磨机研磨
条件下木材原料 1 000 s － 1的应变率要求。
本文以纤维板生产中常用的原材料桦木为试验
材料，利用 SHPB 试验装置研究热磨机研磨条件下
木材原料的压缩动力学特性，并研究了应变率、加载
方向对木材原料的压缩动力学特性的影响，旨在深
化木材原料研磨解离机制的研究，为热磨法纤维分
离设备及磨片的齿形结构优化设计提供理论指导。
1 材料与方法
选取 纤 维 板 生 产 中 常 用 的 白 桦 ( Betula
platyphylla)作为试验材料，测量了 3 个应变率(400，
800，1 200 s － 1)、3 个加载方向(径向、弦向、长度方
向)上的压缩动态力学特性。试验所用桦木产自黑
龙江省，直径约为 32 cm。试件在同根试材的边材
处截取，试件尺寸为 25 mm × 25 mm × 20 mm，
20 mm方向为加载方向，试件含水率约为 12. 65%，
密度为 0. 50 g·cm － 3。
动态压缩试验在 SHPB 试验装置 (图 1)上完
成。试件夹在入射杆与透射杆之间，试验中子弹以
一定的速度撞击入射杆，在入射杆内产生一个入射
脉冲，当入射脉冲传至入射杆与试件接触面时，一部
分脉冲被反射回入射杆中形成反射脉冲，另一部分
脉冲传入试件内部，该部分脉冲在试件与透射杆接
触面处部分被反射，另一部分进入透射杆形成透射
脉冲，入射脉冲、反射脉冲由入射杆上的应变片测
得，透射脉冲由透射杆上的应变片测得。
SHPB 试验测试原理基于一维应力和均匀性假
设，传统的 SHPB 试验一般通过小直径高强度钢杆
对均匀金属材料动态力学性能进行测试，其一维应
力和均匀性假设容易得到满足; 而对于多孔结构木
材、泡沫铝等材料的动态力学性能测试，小尺寸试件
难以较好地对其宏观力学行为进行有效描述，需考
虑尺寸效应对测试结果的影响。考虑到木材由纤维
胞元结构组成，试件尺寸要大于管胞孔径的 10 倍时
才能获得有效的力学性能(Brezny et al．，1990)，故
桦木试件的尺寸取为 25 mm × 25 mm × 20 mm。为
了提高试验精度，保证数据的可靠性，加工试件时对
试件加载面进行刨切和砂光处理以提高试件加载面
的质量，试验时在试件与杆表面上涂抹润滑剂 (原
璐等，2012)。
图 1 SHPB 试验装置
Fig． 1 SHPB experimental device
试件在应力脉冲作用下发生变形，通过入射杆
和透射杆上采集得到的应力脉冲信号，结合一维应
力波假定和均匀性假定，则可确定试件在应力脉冲
作用下的应变率 ε
·
s( t) 、应变 ε s( t) 、应力 σ s( t) ，计
算公式如下:
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林 业 科 学 51 卷
ε
·
s( t) =
2C0
L e
ε r( t); (1)
ε s( t) =
－ 2C0
L e ∫
t
0
ε r( t)dt; (2)
σ s( t) =
A0
A s
E0ε t( t)。 (3)
式中: C0为杆中的弹性波速(m·s
－ 1 ); E0为杆的弹
性模量 (MPa); L e为加载方向上试件的有效长度
(m); A s为试件的横截面积(m
2 ); A0为杆的横截面
积(m2)。
试验时反射脉冲与透射脉冲的强度是由杆与试
件材料之间的波阻抗匹配程度决定的，材料的波阻
抗计算公式(Allazadeh et al．，2012)如下:
Z = A E槡 ρ。 (4)
式中: A 为材料的横截面积(m2 ); E 为材料的弹性
模量(Pa); ρ 为材料的密度(kg·cm － 3)。
当试件材料的波阻抗远小于杆材料的声阻抗
时，入射脉冲将会被大量地反射回入射杆中; 当试
件材料与杆材料的波阻抗相差很小或相等时，入射
脉冲将会大量地透射到试件中。以上 2 种情况使透
射脉冲或反射脉冲非常弱，这会导致试验结果的精
度很差。为了解决波阻抗的匹配问题，试验选用密
度和弹性模量相对较低的铝杆。同时考虑到木材波
阻抗较低造成透射脉冲较弱，应用普通应变片进行
测试获得的信号信噪比较低，因此试验中透射杆上
采用半导体应变片测试透射脉冲，对于脉冲强度较
高的入射杆仍用普通应变片进行测试。
本试验所用 SHPB 试验装置: 入射杆、反射杆、
子弹长度分别为 1 800，1 800，300 mm，均为Φ40 mm
铝杆，其弹性模量为 71 GPa，密度为 2 700 kg·m － 3。
在入射杆、透射杆距离试件 1 000 mm 处分别粘贴普
通应变片和半导体应变片用于测定脉冲信号。
2 结果与讨论
每种试验进行了 5 次重复，舍掉波形不清晰、
不完整以及其他因素导致试验失败的试件，用采
集到清晰、完整波形的试件进行对比分析。SHPB
试验过程实测到的入射波、反射波和透射波的典
型应力波形如图 2 所示。从图 2 可以看出，入射波
和反射波都近似为矩形波，透射波的幅值很大并
且波形清晰，可见使用阻抗较低的铝杆和在透射
杆上使用半导体应变片较好地解决了桦木试件与
SHPB 杆之间波阻抗不匹配的问题，SHPB 试验获
得了较好的试验结果。表 1 列出了试验平均应变
率值。
图 2 径向加载 440 s － 1的应力波形
Fig． 2 Stress wave of the radial loading 440 s － 1
表 1 试验平均应变率
Tab． 1 The average strain rate
加载方向
Loading direction
应变率 Strain rate / s － 1
400 800 1 200
径向 Ｒadial 440 885 1 548
弦向 Tangential 440 864 1 071
轴向 Axial 495 800 1 334
2. 1 试件受载后解离特征
图 3a 为径向加载后试件的破坏形态。应变率
为 440 s － 1时，试件沿加载方向上发生塑性变形被压
得更加密实，试件上没有裂纹及任何破坏现象产生;
应变率为 885 s － 1时，试件被解离成几大块并且有一
些“火柴棍”状的小试件从大试件上剥离; 应变率为
1 548 s － 1时，试件被解离成大量“火柴棍”状的小试
件，并且小试件的尺寸明显小于应变率 885 s － 1时小
试件的尺寸。
图 3b 为弦向加载后试件的破坏形态。应变率
为 440 s － 1时，试件沿加载方向上发生塑性变形被压
得更加密实，试件上没有裂纹及任何破坏现象产生;
当应变率为 864 s － 1时，试件沿加载方向上产生更大
的塑性变形被压得更加密实，并且在试件上、下两端
处沿加载方向产生贯穿性裂纹，试件被解离成三大
块; 应变率为 1 071 s － 1时，试件沿加载方向上产生
的塑性变形与应变率为 864 s － 1时相当，但是试件上
端处被解离成许多片状的小试件，并且沿加载方向
试件上产生了数条贯穿整个试件的大裂纹。
图 3c 为轴向加载后试件的破坏形态。应变率
为 495 s － 1时，试件沿加载方向上发生塑性变形，在
受载面上试件边缘处的纤维产生局部压溃现象; 应
变率为 800 s － 1时，试件受载面边缘处的纤维大量产
生压溃现象，在加载面上产生贯穿性裂纹且有片状
小试件从大试件上剥离; 应变率为 1 334 s － 1时，试
件被解离成大量短粗状的小试件，并且小试件上带
89
第 5 期 许 威等: 基于 SHPB 试验的桦木压缩动力学特性
有明显的褶皱。
图 3 不同动态压缩方向下破坏形态
Fig． 3 Damage patterns of different dynamic
compression directions
综上所述可以发现: 随着应变率的增加，桦木
试件的解离程度也随着加大，桦木试件沿径向加载
时最易解离，沿轴向加载时最难解离，且还会使木纤
维产生褶皱降低纤维质量，这主要是由于木材高度
各项异性结构所致。当沿径向、弦向加载时，木材主
要通过细胞壁的弹性变形与塑性变形来耗散能量;
沿径向在加载时，在加载方向上早材与晚材是交替
分布的，早材的强度远低于晚材，径向受载时早材最
先被压溃发生破坏，裂纹沿加载方向扩展试件被解
离成“火柴棍”状的小试件; 而弦向加载时木材的
早晚材同时被压缩，早、晚材的分界处最先被压溃发
生破坏，并且裂纹沿着早、晚材的分界处进行扩展，
使试件被解离成片状的小试件，由于晚材比早材强
度大能够吸收更多的能量，这就导致吸收相同的能
量时径向加载比弦向加载更容易发生解离。当沿轴
向加载时，木材主要通过细胞壁中微纤丝之间的滑
移来耗散能量，细胞壁中微纤丝的滑移的积累最终
表现为木材细胞壁的壁层纵向产生褶皱 (宋魁彦
等，2004)，且这些褶皱主要集中在细胞壁的内壁
(宋魁彦等，2005)，当压缩率超过木材允许变形即
超出木材褶皱范围内时，木材局部产生应力集中导
致木材发生破坏，裂纹沿顺纹理方向扩展，试件最终
被解离成大量短粗状的小试件，并且小试件上带有
明显的褶皱。
2. 2 应力 －应变关系
木材是多孔性材料，由许多含有空腔的细胞组
成。在准静态压缩加载条件下，木材表现出与多孔
材料相同的力学特性，其应力 － 应变曲线可由屈服
点应变和细胞壁压密化临界应变分为 3 个阶段: 弹
性阶段、屈服后弱线性强化阶段和幂强化阶段 (刘
一星等，1995)。但是在动态压缩加载条件下，木材
的应力 －应变曲线与准静态有较大差异。对比分析
各组试验试件的应力 －应变曲线(图 4)发现:
1) 动态压缩加载条件下，桦木的应力 －应变曲
线可由屈服点应变分为弹性阶段和屈服后弱线性强
化阶段 2 部分。与准静态的应力 － 应变曲线相比，
动态压缩加载时木材的应力 －应变曲线没有幂强化
阶段，这主要是由较高的应变率引起的。由于加载
速度较快，使得压缩载荷对木材试件所做的功无法
均匀地传递到试件内部，导致整个试件受载严重不
均匀，“前半部分”试件被过度地加载;当“后半部
分”试件进入塑性屈服阶段时，“前半部分”试件可
能已经部分被压实了，而“后半部分”试件还没有被
压实的时候，“前半部分”试件就由于局部的应力集
中而导致试件产生破坏，从而使得试件还没有进入
幂强化阶段时就已经被破坏了。图 3c 中试件加载
面纤维的压溃现象可部分地说明试件受载的不均匀
性，受载过程中试件应力 － 应变曲线在弱线性强化
阶段的震荡也是由于试件受载不均匀引起的。
2) 桦木沿径向加载应变率为 440，885，1 548
s － 1时，其屈服强度分别为 4. 56，10. 49，14. 22 MPa，
应变率从 440 s － 1增加到 1 548 s － 1时屈服强度增加
了 2. 11 倍; 沿弦向加载应变率为 440，864，1 071
s － 1时，其屈服强度分别为 5. 87，7. 90，9. 65 MPa，应
变率从 440 s － 1增加到 1 071 s － 1时屈服强度增加了
0. 64 倍; 沿轴向加载应变率为 495，800，1 334 s － 1
时，其屈服强度分别为 22. 90，71. 41，96. 37 MPa，应
变率从 495 s － 1增加到 1 334 s － 1时屈服强度增加了
3. 21 倍。可见，桦木的动态压缩屈服强度随应变率
的增大而增大具有很强的应变率敏感性，桦木是一
种应变率敏感材料。
3) 对桦木试件的应力 － 应变曲线进行数值积
分，得到应力 －应变曲线下从零到该应变值范围内
的面积，即桦木动态压缩韧性模量。桦木沿径向加
载应变率为 440，885，1 548 s － 1时，其韧性模量分别
为 2. 88，8. 32，20. 70 kJ·cm － 3，应变率从 440 s － 1增
加到 1 548 s － 1时屈服强度增加了 6. 19 倍; 沿弦向
加载应变率为 440，864，1 071 s － 1时，其韧性模量分
99
林 业 科 学 51 卷
图 4 应力 －应变曲线
Fig． 4 Stress-strain curve
别为 2. 53，7. 41，12. 92 kJ·cm － 3，应变率从 440 s － 1
增加到 1 071 s － 1时屈服强度增加了 4. 10 倍; 沿轴
向加载应变率为 495，800，1 334 s － 1时，其韧性模量
分别为 18. 79，67. 74，114. 32 kJ·cm － 3，应变率从
495 s － 1增加到 1 334 s － 1时韧性模量增加了 5. 08
倍。可见桦木的韧性模量随应变率的增大而增大，
具有很强的应变率敏感性。
3 结论
本文通过选用密度和弹性模量较低的铝杆和采
用半导体应变片测试脉冲信号较弱的透射波，很好
地解决了木材与 SHPB 杆之间波阻抗不匹配的问
题，获得了良好的试验效果，得到了以下结论:
1) 随着应变率的增加，桦木的解离程度也随着
加大，沿径向加载时被解离成“火柴棍”状的小试
件，沿弦向加载时被解离成片状的小试件，沿轴向加
载时被解离成带有褶皱的短粗状的小试件，从解离
程度看径向加载最易解离，轴向加载最难解离，且还
会使木纤维产生褶皱降低纤维质量。
2) 动态压缩加载条件下桦木的应力 － 应变曲
线可以由屈服点应变分为弹性阶段和屈服后弱线性
强化阶段 2 部分。这是由于加载速度较快，使得压
缩载荷对木材试件所做的功无法均匀地传递到试件
内部，导致整个试件受载严重不均匀，使得试件还没
有进入幂强化阶段时就由于局部的应力集中而导致
试件产生破坏。
3) 桦木的动态压缩屈服强度随应变率的增大
而增大，具有很强的应变率敏感性，是一种应变率敏
感材料。当应变率从 400 s － 1增加到 1 200 s － 1时，桦
木沿径向、弦向和轴向加载时的动态屈服强度分别
增加了 2. 11，0. 64 和 3. 21 倍。
4) 桦木的动态压缩韧性模量随应变率的增大
而增大，具有很强的应变率敏感性。当应变率从
400 s － 1增加到 1 200 s － 1时，桦木沿径向、弦向和轴
向加载时的动态压缩韧性模量分别增加了 6. 19，
4. 10 和 5. 08 倍。
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(责任编辑 石红青)
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