不同湿度和温度条件下负载下木材行为的新模型

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，其高水分含量使其难以在没有干燥过程的情况下用作承重结构。在一个新的博士学位中。作为建筑技术博士论文，WinstonMmari研究了木材中热量、水分和传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水分和温度条件下的机械载荷下的行为。

木材具有较高的初始水分含量和化学成分，使其对水分非常敏感。木材的水分含量会影响其物理和机械性能，需要进行干燥处理才能用于承重结构。描述木材中的水分分布和水分传输具有挑战性，因为木材由不同的阶段和过程组成，例如吸收、蒸发/冷凝和木纤维的膨胀/收缩。

“这篇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，”Mmari说。

木材暴露于潮湿或机械负荷

该论文研究了木材暴露在潮湿环境或机械载荷下的行为。描述了木材的特性，并使用理论模型来预测其行为。论文由模型和仿真四个部分组成。

第一部分描述了水分在木材中的移动方式。该模型随后在以下部分进行了改进，以考虑水分含量和由于水分变化引起的木材变形。还进行了模拟以测试模型。在最后一部分，研究重点是木材如何开裂，为此使用了一个特殊模型。通过模拟，检查模型的能力，并将结果与​​实验观察结果进行比较。

“木材内部的水分吸收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传输机制以及由此产生的变形和裂缝可以用建立在强大数学理论基础上的模型来描述，并且通过计算机模拟预测，”Mmari继续说道。

分析和预测工具

该研究对当今的木材工业和未来的研究都有用。

“已开发的模型可用作分析和预测木材元素和结构行为的工具。这些模型可用于研究并可能优化木材的干燥过程。此外，这项研究的结果帮助指导研究人员朝着正确的方向进行未来的实验和理论研究，旨在提高对这种环保材料的知识和理解，”Mmari总结道。