第2章 木质材料摩擦性质研究

2.1 引言

在木制品使用过程中，许多场合都存在摩擦力。例如，五金件连接的家具，两个连接面之间除了受剪应力外，还有摩擦力存在；摩擦力起着阻碍变形的作用，因此摩擦力的存在有利于木制品的连接稳定性。前文提到，摩擦力是因为正压力而产生的一种附加力，且由于不是主动力，以往对木质材料的摩擦性质研究很少，因此造成了一定的设计计算误差，为了更好地进行木制品结构设计计算，以及考察木质工件相对运动时运动工件相互间的摩擦性质，有必要研究木质材料的摩擦性质，进而考察影响木质材料摩擦性质的因素。

木材作为一种粘弹性材料，具有各向异性，物理和化学性质都比较复杂，但其摩擦机理相对比较简单，相互运动件之间的摩擦通常是由实际接触面积上的材料微粒黏附和材料变形而产生的。关于木质材料摩擦力的本质，曾经有一个比较认同的观点是：木质材料之间的摩擦以啮合作用为主。李萃裕通过实验间接证明了“如果木质材料的表面足够平整和光滑，它们之间的摩擦也以黏附作用为主”的结论（李萃裕，2009）。孟庆军利用实验法测试了木材与定向刨花板和中密度纤维板之间的摩擦系数，研究发现木材的摩擦系数与密度呈负相关性（孟庆军，2010）。近年来对木地板的摩擦性质也作了一些研究，主要集中在对体育地板的研究上，研究发现，素板表面粗糙度对体育地板滑动摩擦系数的影响较大，但是关于表面粗糙度对滑动摩擦系数的影响规律尚未作出定论。

国外对木质材料摩擦系数研究大多集中于木材含水率、抽提物和温度对摩擦系数的影响，关于木材纹理方向、表面粗糙度和正压力对木质材料摩擦系数的研究还是空白。本章主要测定实木、中密度纤维板和刨花板的摩擦系数，分析木材纹理方向、表面粗糙度和正压力对木质材料摩擦系数的影响规律，并建立理论模型，为计算木制品构件之间的摩擦力提供理论依据。