木材学总(1_5次作业加一张试卷)

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北华大学～学年第一学期

一、概念题

1.生长轮：通过形成层的活动，在一个生长周期中所产生的次生木质部，在横切面上呈现一个围绕髓心的完整轮状结构，称为生长轮。

2.木材干缩率：木材尺寸（体积）的变化量占原尺寸（体积）的百分率

二、选择题

1．木材细胞壁分为初生壁和次生壁，次生壁又因（ a ）排列方向不同而区分为外、中、三层；

a 微纤丝

b 纤维素

c 木质素

d 半纤维素

2．通常情况下，声波在木材中不同纹理方向的传播速度是（b）；

a 纵向> 弦向> 径向

b 纵向> 径向> 弦向

c 弦向> 径向> 纵向

d 径向> 弦向> 纵向

三、判断对错并改正

1.在相同的温湿度条件下，由吸着过程达到的木材的平衡含水率低于由解吸过程达到的平衡含水率；

判断：x

改正：在相同的温湿度条件下，由吸着过程达到的木材的平衡含水率高于由解吸过程达到的平衡含水率；

四、填空题

1．心材树种是指木材的心材颜色与边材颜色区别（明显）的树种；

五、简答题

1.木材纤维饱和点的概念及对木材物理、力

学性质的影响；

指木材细胞壁中充满水分，而细胞腔中不存在自由水的临界状态称为纤维饱和点；木材含水率在纤维饱和点以上变化时，木材的尺寸、物理性质、力学性质等几乎不受影响；而含水率在纤维饱和点以下变化时，上述性质随含水率的增减而有规律的变化，随着含水量的减少，木材的尺寸变小，木材的力学强度增大，含水量增加时，结果相反。

六、论述题

1.用木材最明显的宏观构造特征区分下列树种；

马尾松核桃楸红松榆木柞木槭木水曲柳

①根据横切面有无管孔，分为有孔材（阔叶树材）：榆木柞木槭木核桃楸水

曲柳，无孔材（针叶树材）：红松马尾松；

②观察无孔材（红松马尾松）的横切面，一个年轮，由早材向晚材的过度趋势，

缓变的是红松，急变的是马尾松；

③观察有孔材（榆木柞木槭木核桃楸水曲柳）的横切面，环孔材是榆木柞

木和水曲柳，散孔材是槭木，半散孔材是核桃楸

④观察环孔材（榆木柞木水曲柳）的横切面，晚材管孔呈榆木团状（弦列状）的

是榆木，呈径列状的是柞木，呈星散状的是水曲柳。

试卷1参考答案

一、概念题

1.生长轮：通过形成层的活动，在一个生长周期中所产生的次生木质部，在横切面上呈现一个围绕髓心的完整轮状结构，称为生长轮。

2.木材干缩率：木材尺寸（体积）的变化量占原尺寸（体积）的百分率

二、选择题（共10道单选题）

1.a

2.c

三、判断对错并改正（共5道题。）

1.错误；将“低于”改为“高于”

四、填空题（共10道填空题，且填空题和选择题基本上不同时出现在一套试题中。）

1.明显

五、简答题（共两道题）

1.木材纤维饱和点的概念及对木材物理、力学性质的影响；

指木材细胞壁中充满水分，而细胞腔中不存在自由水的临界状态称为纤维饱和点；木材含水率在纤维饱和点以上变化时，木材的尺寸、物理性质、力学性质等几乎不受影响；而含水率在纤维饱和点以下变化时，上述性质随含水率的增减而有规律的变化，随着含水量的减少，木材的尺寸变小，木材的力学强度增大，含水量增加时，结果相反。

六、论述题（共两道题。）

1.用木材最明显的宏观构造特征区分下列树种；

马尾松核桃楸红松榆木柞木槭木水曲柳

①根据横切面有无管孔，分为有孔材（阔叶树材）：榆木柞木槭木核桃楸水曲柳，无孔材（针叶树材）：红松马尾松；

②观察无孔材（红松马尾松）的横切面，一个年轮，由早材向晚材的过度趋势，缓变的是红松，急变的是马尾松；

③观察有孔材（榆木柞木槭木核桃楸水曲柳）的横切面，环孔材是榆木柞木和水曲柳，散孔材是槭木，半散孔材是核桃楸

④观察环孔材（榆木柞木水曲柳）的横切面，晚材管孔呈榆木团状（弦列状）的是榆木，呈径列状的是柞木，呈星散状的是水曲柳。

木材学材料：

木材构造部分（宏观构造、微观构造）

一、概念题

1.形成层

2.心材、边材

3.早材、晚材

4.标准三切面

5.管孔

6.胞间道、树脂道、树胶道

7.生长轮、年轮

8.木射线

9.微纤丝 10.初生壁 11.次生壁 12.纹孔、具缘纹孔、单纹孔 13.螺纹加厚14.眉条 15.交叉场 16.导管 17.穿孔板 18.侵填体 19.轴向薄壁细胞 20.管胞 21.硬松 22.软松 23.环孔材 24.散孔材 25.心材树种、边材树种、熟材树种

二、问答题

1.木材细胞的细胞壁结构；

2.环孔材晚材部分管孔的排列及分类；

3.木材的优缺点；

4.针、阔叶树材主要组成分子；

5.利用木材的主要宏观构造特征识别下列树种；

红松落叶松臭冷杉木水曲柳柞木榆木核桃楸

6.轴向薄壁组织的类型；

7.针叶树材木射线的种类。

?概念题

1. 形成层：形成层位于树皮和木质部之间，是包裹着整个树干、树枝和树根的一个连续的鞘状层。形成层在生长季节向外分生新的韧皮部细胞，向分生新的木质部细胞，形成层是树皮和木质部产生的源泉。

2. 边材：在木质部中，靠近树皮（通常颜色较浅、含水率较高）的外部环状部分称为边材。

心材：心材是指髓心到边材之间（通常颜色较深、含水率较低）的木质部。

3. 早材：温带和寒带树木在一年的早期形成的木材，或热带树木在雨季形成的木材，由于环境温度高，水分足，细胞分裂速度快，细胞壁薄，形体较大，材质较松软，材色浅，称为早材。

晚材：到了温带和寒带的秋季或热带的旱季，树木的营养物质流动缓慢，形成层细胞的活动逐渐减弱，细胞分裂速度变慢并逐渐停止，形成的细胞腔小而壁厚，材色深，组织较致密，称为晚材。

4. 标准三切面：

横切面：横切面是与树干长轴或木材纹理垂直的切面。

径切面：径切面是顺着树干长轴方向，通过髓心与木射线平行或与生长轮相垂直的纵切面。

弦切面：弦切面是顺着树干方向，与木射线垂直与生长轮相平行的纵切面。

5. 管孔：在阔叶树材中，导管是由一连串的轴向细胞形成的无一定长度的管状组织，在木材横切面上导管呈孔状，称为管孔。

6. 胞间道：胞间道指由分泌细胞围绕而成的长形细胞间隙，储存树脂的胞间道叫树脂道，存在于部分针叶树材中。储存树胶的胞间道叫树胶道，存在于部分阔叶树材中。

7. 生长轮：通过形成层的活动，在一个生长周期中所产生的的次生木质部，在横切呈现一个围绕髓心的完整轮状结构，称为生长轮或生长层。

年轮：温带和寒带的树木在一年里，形成层分生的次生木质部，形成后向只生长一层，将其生长轮称为年轮。

8. 木射线：在木材横切面上，有许多颜色较浅，从树干中心向树皮方向呈辐射状排列的细胞构成的组织，称为木射线。

9. 微纤丝：由基本纤丝组成的一种丝状的微团系统称为微纤丝。

10. 初生壁：初生壁是细胞分裂后，在胞间层两侧最早沉积，并随细胞继续增大时所形成的壁层。

11. 次生壁：次生壁是细胞停止增大后，在初生壁上继续形成的壁层，这时细胞不在增大所沉积的壁层。

12. 纹孔：纹孔是指木材细胞壁加厚产生次生壁是，初生壁上未被加厚的部分，即次生壁上的凹陷。

具缘纹孔：是指次生壁在纹孔膜上方形成拱形纹孔缘的纹孔，它是厚壁细胞上存在的纹孔类型。

单纹孔：当细胞次生壁加厚时，所形成的纹孔腔在朝着细胞腔的一面变宽或逐渐变窄。单纹孔是薄壁细胞上的纹孔类型。

13. 螺纹加厚：在次生壁表面上，由微纤丝局部聚集而形成的屋脊状突起，呈螺旋状环绕着细胞壁，这种加厚组织被称为螺纹加厚。

14. 眉条：在针叶树材管胞径面壁上的具缘纹孔上下边缘有弧形加厚的部分，形似眼眉，称为眉条。

15. 交叉场：在径切面上射线薄壁细胞与轴向管胞相交的平面，称为交叉场。

16. 导管：导管是由一连串的轴向细胞形成无一定长度的管状组织。

17. 穿孔板：2个导管分子纵向连接时，其端壁相通的孔隙称为穿孔。在2个导管分子端壁间相互连接的细胞壁，称为穿孔板。

18. 侵填体：在某些阔叶材树种的心材导管中，常含有一种泡沫状的侵填物，称为侵填体。

19. 轴向薄壁细胞：轴向薄壁细胞是指由形成层纺锤形原始细胞分裂所形成的薄壁细胞群，即沿树轴方向排列的薄壁细胞所构成的组织。

20. 管胞：广义轴向管胞是指针叶树材中沿树干主轴方向排列的狭长状厚壁细胞。

21. 硬松：针叶树材射线管状细胞有网状加厚。

22. 软松：针叶树材射线管状细胞壁平滑。

23. 环孔材：指在一个生长轮，早材管孔比晚材管孔大得多。

24. 散孔材：指在一个生长轮，早晚材管孔的大小没有明显区别，分布也较均匀。

25. 心材树种：心材、边材颜色区别明显的树种叫心材树种。

边材树种：心材、边材颜色和含水率无明显区别的树种叫边材树种。

熟材树种：心材，边材颜色无明显区别，但在立木中心材含水率较低。

二、问答题

1.木材细胞的细胞壁结构；

胞间层

初生壁

次生壁：次生壁外层（s1）与细胞轴呈50°~70°，占细胞壁厚度的9%~21%

次生壁中层（s2）与细胞轴呈10°~30°，占细胞壁厚度的70%~90%

次生壁层（s3）与细胞轴呈60°~90°，占细胞壁厚度的 0%~8%

2.环孔材晚材部分管孔的排列及分类；

星散状：水曲柳

辐射状：柞木（蒙古栎）

团状（榆木状）：榆木

3.木材的优缺点；

易于加工，强重比高，热绝缘与电绝缘特性，能引起亲近感的颜色和花纹，对紫外线的吸收和对红外线的反射作用，良好的声学特性，是纤维素的主要来源之一，可提供一些保健药品成分，能吸收能量和破换先兆预警功能，具有湿涨干缩性，可燃烧性，易病性，具天然缺陷，

4.针、阔叶树材主要组成分子；

纤维素，半纤维素，木质素

5.利用木材的主要宏观构造特征识别下列树种；红松落叶松臭冷杉木水曲柳柞木榆木核桃楸

针叶树材：红松，落叶松，臭冷杉

红松，落叶松为心材树种，臭冷杉为熟材树种

缓变：红松

急变：落叶松

阔叶树材：木，水曲柳，柞木，榆木，核桃楸

环孔材：木，

散孔材：水曲柳，柞木，榆木

星散状：水曲柳

榆木状（团状）：榆木

辐射状柞木

半散孔材：核桃楸

6.轴向薄壁组织的类型；

离管型轴向薄壁组织，傍管型轴向薄壁组织

7.针叶树材木射线的种类。

单列木射线，纺锤形木射线

木材化学部分作业

一、概念题

1.木质素

木质素：是一种天然高分子聚合物，由苯基丙烷结构单元通过醚键和碳-碳键连接而成，具有三维结构的芳香族高分子化合物

2.纤维素

是由吡喃型D-葡萄糖以β-1，4糖苷键连接而成的链状高分子。

3.半纤维素

是构成植物细胞壁的主要成分。不是均一的聚糖，而是一类复合聚糖的总称。

二、简答题

1.木质素的结构单元；

木质素的结构单元：分三种，一是愈创木基丙烷二是紫丁香基丙烷三是对羟基苯基丙烷。

2.木材的显色反应。

将木材试样用1%高锰酸钾溶液处理5分钟，水洗后用3%盐酸处理，再水洗，然后用浓氨水溶液浸透

木材力学部分作业

一、概念题

1.木材蠕变

固体材料在保持应力不变的条件下，应变随时间延长而增加的现象。它与塑性变形不同，塑性变形通常在应力超过弹性极限之后才出现，而蠕变只要应力的作用时间相当长，它在应力小于弹性极限施加的力时也能出现

2.木材松弛

使木材这类粘弹性材料产生一定的变形,在时间推移中能维持此状态,变必须使产生此变形的应力随时间而逐渐减小,

3.木材的容许应力

木结构在使用或荷载条件下，能长期承受的最大应力。

4.木材的安全系数

安全系数是进行土木、机械等工程设计时，为了防止因材料的缺点、工作的偏差、外力的突增等因素所引起的后果，工程的受力部分理论上能够担负的力必须大于其实际上担负的力，,即极限应力与许用应力之比，二者之比叫做安全系数。

二、简答题

1.木材主要的力学性能指标;

根据外力作用的种类.载荷.加载速度等,按如下名称划分;根据外力种类划分有:压缩强度.(顺纹抗压强度.横纹抗压强度.局部抗压强度).拉伸强度(包括顺纹抗拉强度.横纹抗拉强度).抗弯强度.抗剪强度.扭曲强度.冲击韧性.硬度.抗劈力.等

按加载速度和作用方法划分;静态强度.冲击强度.疲劳强度.蠕变强度.

三、问答题

1.影响木材力学性质的因素

密度的影响.含水率的影响.温度的影响.时间的影响

2.画出木材蠕变曲线并说明蠕变过程。

蠕变曲线

室温拉伸试验时，长期保持屈服极限以下的应力，试件不会产生塑性变形，也就是说应力－应变关系不会因载荷作用时间的长短而发生变化。但是，在较高温度下，特别是当温度达到材料熔点的1/3到1/2时，即使是应力在屈服极限以下，试件也会产生塑性变形，时间愈长，变形量愈大，直至断裂。这种发生在高温下的塑性变形就称为蠕变(Creep)。因此，设计高温下使用的构件时，例如与高温燃气接触的燃气轮机叶片，就不能把强度极限等作为计算许用应力的依据，而要考虑材料的蠕变强度。

高温下试件的应变量和时间关系曲线如图所示。这个曲线也称为蠕变曲线。可看出，蠕变可以分为三个阶段：

第一阶段：蠕变速率（Δε/Δt ）随时间而呈下降趋势。

第二阶段：蠕变速率不变，即（Δε/Δt ）=常数，这一段是直线。

第三阶段：蠕变速率随时间而上升，随后试样断裂。[1]

木材物理部分作业（1）

一、概念题

1.生材密度

生材密度：刚伐倒的木材的质量与其体积的比值。

2.气干材密度

气干材密度：指木材在大气条件下干燥，达到气干状态时的质量与体积的比值。

3.全干材密度

气干材密度：指木材在大气条件下干燥，达到气干状态时的质量与体积的比值。

4.基本密度

基本密度：木材在绝干状态下的质量与生材体积的比值。

5.实质密度

实质密度：木材细胞壁物质的密度。

6.木材含水率

木材含水率：水分质量占木材绝干质量的百分率。

二、简答题

1.木材的导电原理；

主要靠自由离子进行的，不会产生空穴现象，一般在细胞壁的非结晶区发生。

2.木材高频干燥原理；

自由水存在于木材质地中细胞腔组成的大毛细管系统中。自由水的的增减只会影响到木材的重量，但是不会影响到木材本身的性质；吸附水存在于细胞壁组成的微毛细管系统，这个吸附水的变化，不仅仅能影响木材的收缩和膨胀，还会影响木材的物理学性质。所以一般木材干燥主要就是降低附着水分，而不是降低自由水的成分。

三、问答题

1.木材干缩湿胀原理；

木材具有干缩性和湿胀性，是因为木材在失或吸湿时，木材所含水分向外蒸发，或干木材从空气中吸收水分，使细胞壁非结晶区的相邻纤丝间，微纤丝间和微晶间水层变薄而靠拢或变厚而伸展，从而导致细胞壁乃至整个木材尺寸和体积发生变化。

木材物理部分作业（2）

一、概念题

1.纤维饱和点

木材的细胞壁中充满水分，而细胞腔中不存在自由水的临界状态。

2.吸湿滞后

在相同的温度条件下，由水分吸着过程达到木材的平衡含水率低于由解吸过程达到的平衡含水率。这个现象称为吸湿滞后。

3.木材的干缩率

木材干燥前后两平行线之间的差值与原尺寸的比值。

4.木材的导热系数

以在物体两个平行的相对面之间的距离为单位，稳定差恒定时为1度时，单位时间通过单位面积的热量。

5.木材的平衡含水率

当木材的吸着速度等于解吸速度时，木材的水分含量处于稳定值，此时的值为平衡含水率。

6.木材的干缩系数

含水率没变化1%所引起的干缩率的变化值。

二、简答题

1.木材中水分的存在状态；

自由水和吸着水

2.纤维饱和点对木材的影响。

：在纤维饱和点一下时，木材的大部分力学强度随着含水率的下降而增大，木材的导电率则随着含水率的下降而迅速下降。

三、问答题

1.木材干缩湿胀各向异性原理

由于木材纤维丝的长度方向与垂直方向湿胀或干缩的不等性，初生壁与次生壁的微观构造的差异性，次生壁各层厚度的不同性，径向壁和弦向壁木质化程度的差别性，各壁层之间的制约性，胞间层以及其他细胞组织的相互影响作用等，导致木材的干缩或湿胀产生很强的各向异性。