木材是一种自然生长的材料，几个世纪以来一直被用作建筑材料。然而，它的高水分含量使得它很难用作承重结构而不进行干燥处理。在一篇新的建筑技术博士论文中，Winston Mmari研究了木材中热量，水分和运输机制之间的相互作用，并开发了一个模型来预测木材在不同湿度和温度条件下的机械负荷行为。
木材具有很高的初始水分含量和化学成分，使其对水分非常敏感。木材的含水率影响其物理和机械性能，在承重结构中需要干燥处理。描述木材中的水分分布和水分输送是具有挑战性的，因为木材由不同的阶段和过程组成，如吸收、蒸发/冷凝和木材纤维的膨胀/收缩。
Mmari说:“论文的主要目标是开发一个模型，可以预测木材在机械载荷下的宏观行为，同时也暴露在不同的湿度和温度条件下。”
暴露在潮湿或机械负荷下的木材
本论文主要研究木材在潮湿或机械载荷作用下的性能。描述了木材的特性，并使用理论模型来预测其行为。本文分为四个部分，分别是模型和仿真。
第一部分描述了水分在木材中的流动。然后在以下部分对模型进行改进，以考虑水分水平和由于水分变化引起的木材变形。通过仿真对模型进行了验证。在最后一部分，研究重点是木材如何开裂，并为此使用了一个特殊的模型。通过模拟，验证了模型的能力，并将结果与实验观测结果进行了比较。
“木材的吸湿和运动过程与材料的温度变化密切相关。我的论文表明，木材中这些复杂的水分输送机制以及由此产生的扭曲和裂缝可以用建立在强大的数学理论基础上的模型来描述，并通过计算机模拟来预测，”Mmari继续说道。
分析和预测工具
这项研究对今天的木材工业和未来的研究都是有用的。
“已经开发的模型可以用作分析和预测木材元素和结构行为的工具。这些模型可以用来研究和优化木材的干燥过程。此外，这项研究的结果有助于指导研究人员走向未来实验和理论研究的正确方向，旨在提高对这种环保材料的认识和理解，”Mmari总结道。
更多资料:Winston Mmari，木材多相连续体建模:一种混合理论方法(2023)。引用文献:不同湿度和温度条件下木材在载荷下行为的新模型(2023年，5月26日)，2023年5月29日检索自https://techxplore.com/news/2023-05-wood-behavior-moisture-temperature-conditions.html。本文受版权保护。除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外，未经书面许可，不得转载任何部分。内容仅供参考之用。
