On some aspects of a relation between density and mechanical properties of wood in longitudinal direction

• Autorzy: Krauss A.

Warianty tytułu

PL

O związkach między gęstością a właściwościami mechanicznymi drewna wzdłuż włókien

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A comprehensive analysis has been made of the mechanical properties and density of 100 timber species. The correlation between the mechanical properties and wood density has been approximated by a power function type y = aρn. No functional relation has been found between the parameters describing mechanical properties of the cell wall and the wood density. The values of these parameters show great scatter of about ±50% relative to the mean value. An attempt has been made to identify other wood characteristics determining the mechanical properties of wood. The species characterised by extremely high values of the parameters describing mechanical properties of wood have been singled out. The greatest differentiation in the values has been noted for the tensile strength. Among the coniferous species of similar density the differences have reached 113% on average, while among the deciduous species – 143%, at the differences in density being only of 15%.

PL

Analizowano niektóre właściwości mechaniczne i gęstość 100 gatunków drewna. Podjęto próbę wskazania na inne, poza gęstością, czynniki decydujące o właściwościach mechanicznych drewna. Związki między właściwościami mechanicznymi i gęstością drewna opisano funkcją potęgową typu y = aρn. Nie stwierdzono natomiast zależności funkcyjnych między właściwościami mechanicznymi ściany komórkowej i gęstością drewna. Zaobserwowano duży rozrzut wartości właściwości mechanicznych ścian komórkowych wynoszący do około ±50% w stosunku do wartości średniej. Wskazano na gatunki charakteryzujące się ekstremalnymi wartościami właściwości mechanicznych. Największe zróżnicowanie odnotowano w wytrzymałości drewna na rozciąganie podłużne, dla gatunków iglastych wynosiło ono średnio 113%, a dla gatunków liściastych – 143%, przy gęstości różniącej się odpowiednio o 5% i 15%.

Słowa kluczowe

EN

wood; wood density; mechanical property; softwood; hardwood; cell wall; strength

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Scientiarum Polonorum. Silvarum Colendarum Ratio et Industria Lignaria
• Rocznik: 2009
• Tom: 08
• Numer: 1
• Opis fizyczny: p.55-65,fig.,ref.

Twórcy

autor

Krauss A.

• Department of Woodworking Machinery and Basic of Machine Construction, Poznan University of Life Sciences, Wojska Polskiego 38/42, 60-627 Poznan, Poland

Bibliografia

• Almeras T., Gril J., Yamamoto H., 2005. Modelling anisotropic maturation strains in wood in relation to fibre boundary conditions, microstructure and maturation kinetics. Holzforschung 59(5), 347-353.
• Anagnost S.E., Mark R.E., Hanna R.B., 2002. Variation of microfibril angle within individual tracheids. Wood Fiber Sci. 34(2), 337-349.
• Armstrong J.P., Skaar C., De Zeeuw C., 1984. The effect of specific gravity on several mechanical properties of some world woods. Wood Sci. Techn. 18, 137-146.
• Dinwoodie J.M., 1981. Timber: Its nature and behaviour. Princes Risbourgh Laboratory. Van Nostrand Reinhold Company New York.
• Entwistle K.M., 2005. The mechanosorptive effect in Pinus radiate D. Don. Holzforschung 59(7), 552-558.
• Forest Products Laboratory, 1987. Wood handbook: Wood as an engineering material. Agric. Handb. 72. USDA Forest Service Washington.
• Harris J.M., Meylan B.A., 1965. The influence of microfibril angle on longitudinal and tangential shrinkage in Pinus radiata. Holzforschung 19, 144-153.
• Houska M., Bucar B., 1996. Mechanosorptive creep in adult, juvenile and reaction wood. In: Proc. Wood Mechanics Conference, COST 508, 48-61.
• Kollmann F., 1982. Technologie des Holzes und der Holzwerkstoffe. Springer Berlin.
• Krauss A., 2005. Adsorption stress of compression spruce wood in longitudinal direction. Wood Res. J. 50(3), 1-10.
• Kučera B., 1994. A hypothesis relating current annual height increment to juvenile wood formation in Norway Spruce. Wood Fiber Sci. 26(1), 152-167.
• Mark R.E., Gillis P.P., 1973. The relationship between fiber modulus and S2 angle. Tappi 56, 164-167.
• Markwardt L.J., 1930. Comparative strength properties of wood grown in the United States. Techical Bull. No. 158, Forest Service. Forest Products Laboratory Medison.
• Meylan B.A., 1972. The influence of microfibril angle on the longitudinal shrinkage-moisture content relationship. Wood Sci. Techn. 6, 293-301.
• Newlin J.A., Wilson T.R.C., 1919. The relation of the shrinkage and strength properties of wood to its specific gravity. Bull. No. 676 Forest Service. Forest Products Laboratory Medison.
• Niemz P., 1993. Physik des Holzes und der Holzwerkstoffe. DRW Weinbrenner.
• Page D.H., EJ-Hosseiny F., Winkler K., Lancaster A.P., 1977. Elastic modulus of single wood pulp fibres. Tappi 60(4), 114-117.
• Panshin A.J., De Zeeuw C., 1970. Textbook on wood technology. Vol. 1. McGraw-Hill New York.
• Passialis C., Kiriazakos A., 2004. Juvenile and mature wood properties of naturally-grown fir trees. Holz als Roh-u. Werkst. 62, 476-478.
• Pearson R.G., Glimore R.C., 1971. Characterization of the strength of juvenile wood of loblolly pine (Pinus taeda L.). Forest Prod. J. 21(1), 23-31.
• Schniewind A.P., Gammon B.W., 1983. Strength and related properties of knobcone pine. Wood Fiber Sci. 15(1), 2-7.
• Sell J., 1989. Eigenschaften und Kenngrößen von Holzarten. Baufachverlag AG Zűrich.
• Shepard R.K., Shottafer J.E., 1992. Specific gravity and mechanical property-age relationship in red pine. Forest Prod. J. 42(7/8), 60-66.
• Suzuki M., 1969. Relation between Young‟s modulus and the cell wall structures of Sugi (Cryptomeria japonica D. Don). Mokuzai Gakkaishi 15, 278-284.
• Thuvander F., Kifetew G., Berglund L.A., 2002. Modeling of cell wall drying stresses in wood. Wood Sci. Techn. 36, 241-254.
• Wagenfűhr R., 1999. Anatomie des Holzes. DRW Weinbrenner.
• Wagenfűhr R., 2000. Holzatlas. Fachbuchverlag Leipzig.
• Watanabe U., Norimoto M., 1996. Shrinkage and elasticity of normal and compression wood in conifers. Mokuzai Gakkaishi 42(7), 651-658.
• Wilfang J.G., 1966. Specific gravity of wood substance. Forest Prod. J. 16(1), 55-61.
• Wimmer R., 1992. Multivariate structure property relations for pinewood. IAWA Bull. 13, 265.
• Wimmer R., Lucas B.N., Tsui T.Y., Oliver W.C., 1997. Longitudinal hardness and Young‟s modulus of spruce tracheid secondary walls using nanoindentation technique. Wood Sci. Techn. 31, 131-141.
• Yamamoto H.., Sassus F., Ninomiya M., Gril J., 2001. A model of anisotropic swelling and shrinking process of wood. Wood Sci. Techn. 35, 167-181.
• Yamamoto H., Kojima Y., 2002. Properties of cell wall constituents in relation to longitudinal elasticity of wood. Wood Sci. Techn. 36, 55-74.
• Yang K.Ch., 1994. Impact of spacing on width and basal area of juvenile and mature wood in Picea mariana and Picea glauca. Wood Fiber Sci. 26(4), 387-394.
• Zhang S-Y., 1994. Mechanical properties in relation to specific gravity in 342 Chinese woods. Wood Fiber Sci. 26(4), 512-526.
• Zhang S-Y., 1997. Wood specific gravity-mechanical property relationship at species level. Wood Sci. Techn. 34, 181-191.
• Zobel B.J., Van Buijtenen J., 1989. Wood variation: Its causes and control. Springer Berlin.