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使用木材的天然能力在干燥时弯曲以形成弯曲结构

作者:sunbet  来源:sunbet官网  时间:2019-09-24 02:31  点击:

  来自瑞士苏黎世联邦理工学院和德国斯图加特大学的纤维素与木材材料实验室和建筑材料研究所的一组研究人员发现,在干燥过程中模拟木材的收缩可用于创建弯曲结构。在他们发表在“ 科学进步 ”杂志上的论文中,该小组描述了他们的模拟和他们使用他们的想法建立的测试结构。

  研究人员指出,制造复杂的曲线形木制物体需要消耗大量能源并产生大量浪费。这是因为机器通常用于切割或磨掉木材的不希望的部分。在这项新的努力中,研究人员找到了一种方法,利用木材的天然吸收和释放水分的能力来制造类似的结构。

  木材吸收水分然后释放它,经常导致翘曲摇摆的桌子和木头制成的暴露在高湿度下的椅子是足够的证据。在制造过程中,这种能力被认为是一个需要克服的问题。但瑞士的团队认为,如果以某种方式使用它也可能是一个优势。

  研究人员开始认为应该有可能预测木材的变形方式以及变化程度。为了确定是否是这种情况,他们创建了计算机模拟,这些模拟考虑了木材类型和含有多少水分等因素。他们接下来的理由是,如果他们只使用自然的翘曲倾向可以让许多木头可以预测地弯曲,他们可以用它们来创造所需的形状。他们创建了由不同类型的木材制成的木板的计算机模型,并通过模拟的干湿期运行。研究人员报告说,他们的模型显示,应该可以创建复杂的曲面结构,而无需采用加工。为此,他们设计了一个14米长的结构 他们称之为Urbach塔,然后在德国的一个真实场地建造。

  为了创造这样的弯曲结构,研究人员开始使用不同类型的“湿”木材 - 在这种情况下,欧洲海滩和挪威云杉。通过将薄木板粘合在一起来制造分层的木板。当木板干燥时,其中一层会收缩,而另一层则不会,迫使整块木板弯曲而不会开裂。在获得所需形状之后,将木材粘合以防止进一步变化 - 然后与以特定方式弯曲的其他木板组合以构建整个结构。

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