Selected Constitutive Models for Simulating the Hygromechanical Response of Wood

Henrik Lund Frandsen

    Publikation: Ph.d.-afhandling

    647 Downloads (Pure)

    Abstract

    Denne afhandling er en samling af artikler. Tre af artiklerne, I, VI og VII, er kun publiceret i denne afhandling, det være sig en introduktionsartikel og to såkaldte diskussionsartikler. Artiklerne II, III og V er publiceret eller godkendt til publicering i det internationale tidsskrift Holzforschung. Artikel IV er en konferenceartikel præsenteret på 19th Nordic Seminar on Computational Mechanics, Lund, Sverige, 2006.

    Artikel I: Teorierne for fænomenerne, der leder til det hygromekaniske respons af træ, relaterer sig til dets ortotrope cellulære struktur og de hydrofile og hydrofobe polymerer, der udgør trævævet. Denne introduktionsartikel formidler disse teorier for den hydromekaniske respons og tilvejebringer hermed også en referenceramme og den røde tråd i nærværende afhandling.

    Artikel II: Flere fugttransportveje og langsom sorption medfører (såkaldte) ikke-Fickske effekter. Dette fordrer en ny type multifaset transportmodel. I denne artikel bliver den essentielle sorptionshastighedsmodel indeholdt i den såkaldte multi-Fickske model revideret. Sorptionshastighedsmodellen bliver undersøgt på basis af eksisterende eksperimentelle resulter. En model for desorptionshastighed svarende til modellen for adsorptionshastighed bliver foreslået. Derudover bliver randbetingelserne diskuteret på basis af afvigelser, som er fundet i lignende forskning på fugttransport i papirstakke.

    Artikel III: En ny sorptionshysterese-model, som er egnet til implementering i en numerisk metode, udvikles. Den forudgående såkaldte scanning-kurve bliver modelleret med et udtryk på lukket form, som kun afhænger af den nuværende relative fugtighed i luften og det nuværende fugtindhold i træet. Derudover er udtrykkene for scanning-kurverne formuleret uafhængigt af de temperatur- og træsortsafhængige randkurver.

    Artikel IV: Sorptionshysterese-modellen udviklet i Artikel III bliver anvendt på to forskellige træsorter og på afbleget kraft-karton.

    Artikel V: Sorptionshysterese-modellen implementeres i den multi-Fickske model, hvormed både ikke-Fickske effekter og hysteresis kan simuleres samtidig. Et nøglepunkt for denne implementering er definitionen af træets tilstand som et punkt i hysterese-rummet, der er uafhængig af tilstanden af vanddampen i cellehulrummene. To metoder bliver udviklet og testet ved implementering i en kommerciel software

    Artikel VI: I denne artikel bliver temperaturafhængigheden af den multi-Fickske model med hysterese diskuteret. De konstitutive fugttransport-modeller bliver koblet med en varmetransportmodel, hvilket frembringer led, som beskriver de såkaldte Dofour- og Sorret-effekter, hvor der dog her er taget højde for flere faser og hysterese.

    Artikel VII: Modelleringen af de transversale koblinger i krybning af træ diskuteres på basis af de eksperimentelle observationer og nye teoretiske fund omkring tidsafhængige Poissonforhold. En ny ortotrop krybningsmodel, som giver retningsuafhængige krybningshastigheder, bliver foreslået. Derudover bliver forsøgsopstilling for et igangværende eksperimentelt studium af fænomenet præsenteret.

    OriginalsprogEngelsk
    UdgivelsesstedAalborg
    Udgiver
    StatusUdgivet - 2007

    Emneord

    • Hygromechanical Responses
    • Wood
    • Wood Structures
    • Multi-Fickian Effects
    • Non-Fickian Effects
    • Moisture
    • Moisture Transport
    • Hysteresis Models

    Fingeraftryk

    Dyk ned i forskningsemnerne om 'Selected Constitutive Models for Simulating the Hygromechanical Response of Wood'. Sammen danner de et unikt fingeraftryk.

    Citationsformater