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Influence of growth stresses and material properties on distortion of sawn timber — numerical investigation
Annals of Forest Science ( IF 2.5 ) Pub Date : 2009-01-01 , DOI: 10.1051/forest/2009045
Marie Johansson , Sigurdur Ormarsson

Abstract• The board distortion that occurs during the sawing and the drying process causes major problems in the utilisation of sawn timber. The distortion is highly influenced by parameters such as spiral grain angle, modulus of elasticity, shrinkage, growth stresses and sawing pattern.• In this study a finite element simulation of log sawing and timber drying was performed to study how these parameters interact to affect board distortion. A total of 81 logs with different material combinations were simulated. From each simulated log four boards with different annual ring orientation were studied.• The results showed that the elastic modulus, shrinkage coefficient and growth stresses had a large influence on the final bow and spring deformation. After sawing of the log into boards, the release of growth stresses was the main contributor to the bow and spring deformation. For boards with low modulus of elasticity, the bending distortion became larger than for the boards with high modulus of elasticity. The twist deformation was very small after sawing but increased significantly during drying of the boards. The results showed that spiral grain angle and the board location within the log were the main contributors to the twist deformation.Résumé• La déformation des planches qui se produit au cours du sciage et du séchage conduit à des difficultés importantes pour l’utilisation des sciages. Les déformations sont très dépendantes de paramètres tels que l’angle du fil, le module d’élasticité, les retraits, les contraintes de croissance et le plan de débit.• Dans cette étude nous avons réalisé une simulation par éléments finis du sciage de billons et de leur séchage pour étudier comment ces paramètres interagissent et affectent la distorsion des planches. Nous avons simulé un total de 81 billons avec différentes combinaisons des propriétés du matériau. Pour chaque billon quatre planches sont simulées avec différentes orientations des limites de cernes.• Les résultats montrent que le module d’élasticité, les coefficients des retraits et les contraintes de croissance ont une grande influence sur la courbure finale de la face et sur la courbure de chant. Après le sciage des billons en planches, la libération des contraintes de croissance est le principal contributeur des deux déformations précédentes. Enfin, on montre que l’angle du fil et la position de la planche dans le billon sont les principales causes du gauchissement.

中文翻译:

生长应力和材料特性对锯材变形的影响——数值研究

摘要• 在锯切和干燥过程中出现的板材变形是锯材利用中的重大问题。变形受螺旋纹角、弹性模量、收缩率、生长应力和锯切模式等参数的影响很大。• 在本研究中,对原木锯切和木材干燥进行了有限元模拟,以研究这些参数如何相互作用以影响板材失真。总共模拟了 81 根不同材料组合的原木。从每个模拟原木上研究了四块不同年轮方向的木板。• 结果表明,弹性模量、收缩系数和生长应力对最终的弓形和弹簧变形有很大影响。将原木锯成木板后,生长应力的释放是导致弓形和弹簧变形的主要因素。对于弹性模量低的板,弯曲变形比弹性模量高的板大。锯切后扭曲变形非常小,但在板干燥过程中显着增加。结果表明,螺旋纹理角度和原木内的木板位置是扭曲变形的主要因素。简历• La déformation des planches qui se produit au cours du sciage et du séchage导管à des hardés importantes pour l'utilisation des sciages . Les déformations sont très dépendentes de paramètres tels que l'angle du fil, le module d'élasticité, les retraits, les contraintes de croissance et le plan de débit。• Dans cette étude nous avons réalisé une simulation par éléments finis du sciage de billons et de leur séchage pour étudier comment ces paramètres interagissent et effectent la distorsion des planches。Nous avons simulé un total de 81 billons avec différentes combinaisons des propriétés du matériau。Pour chaque billon quatre planches sont simulées avec différentesorientes des limites de cernes。• Les résultats montrent que le module d'élasticité, les coefficients des retraits et les contraintes de la croissance ont une Grande Impact sur la corbure etourre final唱诵。Après le sciage des billons en planches, la libération des contraintes de croissance est le principaltribuur des deux déformations précédentes。恩芬,
更新日期:2009-01-01
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