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2026/08/07
GB/T 1927系列木材物理力学试验方法速查(2021-2022版)
GB/T 1927系列木材物理力学试验方法速查(2021-2022版)

 

GB/T 1927系列木材物理力学试验方法速查(2021-2022版)

核心摘要:GB/T 1927系列共21部分,覆盖试材采集、取样、物理性质(含水率、密度、干缩性)与力学性质(抗弯、抗压、抗拉、抗剪、硬度等)全链条检测。本文提供各分部分方法选择决策表、干扰物注意事项、版本演进脉络及常见实操FAQ,帮助检测机构快速定位适用方法与成本权衡。


核心结论速查

结论1:GB/T 1927系列21个分部分全部为现行有效版本,其中11个部分发布于2021年,9个部分发布于2022年,仅GB/T 1927.1-2021与GB/T 1927.2-2021构成试材采集与取样的上下位关系,必须配套使用。

结论2:力学性质测定中,抗弯强度(第9部分)与抗弯弹性模量(第10部分)推荐使用同一试样连续测定,可节省约40%制样时间;冲击韧性(第17部分)需单独制备标准冲击试样,不可与其他力学试验共用。

结论3:所有分部分均要求试样为无疵小试样(不含节子、裂纹、变色等缺陷),取样时需在试材端面标记生长轮方向,否则密度与干缩性测定结果可产生8%-15%的系统偏差。

结论4:硬度测定(第19部分)分为弦面、径面、端面三个方向分别加载,报告必须注明压入方向,端面硬度通常比弦面高15%-25%,比对数据时不可混用。

结论5:握钉力测定(第21部分)为2022年新增分部分,目前尚无对应国际标准(ISO 9087仅覆盖部分钉型),国内检测机构需按GB/T 1927.21-2022自行建立作业指导书并确认测量不确定度。


一、系列概述

GB/T 1927系列标准是我国木材物理力学性质检测的基础方法体系,对应国际标准ISO 3129(取样方法)与ISO 13061系列(物理力学试验方法),主要解决木材科学研究、木结构设计、人造板原料评估及木材改性效果验证中的标准化测试问题。全系列共21个分部分,从试材野外采集(第1部分)、实验室取样(第2部分)到物理性质(第3-8部分)与力学性质(第9-21部分)测定,形成完整链条。核心检测项目包括:密度与含水率、干缩湿胀、抗弯强度与模量、顺纹/横纹抗压、硬度、冲击韧性、握钉力等。适用范围覆盖木材科学与工程、林产品质量监督检验、木结构建筑构件验收、家具用材性能评价等领域,是木材检测实验室的必备方法标准。

二、方法选择决策表

检测项目对应标准方法原理检测范围检测时间关键设备/试剂
试材采集GB/T 1927.1-2021野外选树、伐倒、截取试材并编号记录立木或原木1-2天/批油锯、油漆标记、防水标签
取样与一般要求GB/T 1927.2-2021按含水率状态分区、制备标准无疵试样试材→标准试样3-5天/批(含气干)带锯、刨床、恒温恒湿箱
生长轮宽度和晚材率GB/T 1927.3-2021放大镜/图像分析测量生长轮宽度,区分早材晚材横切面0.5-1h/试样体视显微镜、图像分析软件
含水率GB/T 1927.4-2021烘干法(103±2℃)全含水率范围8-12h/批电热鼓风干燥箱、天平(0.001g)
密度GB/T 1927.5-2021全干密度、气干密度、基本密度(体积置换法)0.1-1.5 g/cm³1-2天/批排水法装置、游标卡尺(0.01mm)
干缩性GB/T 1927.6-2021径向/弦向/体积干缩率(全干至气干)线性/体积变化率2-3天/批恒温恒湿箱、千分尺
吸水性GB/T 1927.7-2021浸水增重法(24h/48h/饱和)吸水率%2-7天/批水槽、天平
湿胀性GB/T 1927.8-2021从气干浸水至饱和,测线性湿胀率径向/弦向/体积3-5天/批恒温水浴、千分尺
抗弯强度(MOR)GB/T 1927.9-2021三点弯曲加载,跨度240mm,加载速度5mm/min20-200 MPa5-10min/试样万能试验机(50kN)
抗弯弹性模量(MOE)GB/T 1927.10-2021三点弯曲弹性段加载-卸载循环,测挠度5-30 GPa10-15min/试样万能试验机+挠度计(0.01mm)
顺纹抗压强度GB/T 1927.11-2022轴向压缩,试样尺寸20×20×30mm,加载速度1mm/min20-100 MPa5-8min/试样万能试验机(100kN)
横纹抗压强度GB/T 1927.12-2021径向/弦向局部压入,比例极限荷载2-15 MPa5-10min/试样万能试验机+压头
横纹抗压弹性模量GB/T 1927.13-2022横纹压缩弹性段应力-应变曲线斜率0.1-1.5 GPa10min/试样万能试验机+引伸计
顺纹抗拉强度GB/T 1927.14-2022狗骨形试样轴向拉伸,加载速度2mm/min50-200 MPa5-10min/试样万能试验机+专用夹具
横纹抗拉强度GB/T 1927.15-2022径向/弦向拉伸,试样尺寸较小2-10 MPa5-8min/试样万能试验机+专用夹具
顺纹抗剪强度GB/T 1927.16-2022单面剪切,剪切面20×20mm,加载速度2mm/min5-20 MPa5-10min/试样万能试验机+剪切夹具
冲击韧性GB/T 1927.17-2021摆锤式冲击弯曲,试样20×20×300mm,无缺口20-200 kJ/m²3-5min/试样摆锤冲击试验机(50J)
抗冲击压痕GB/T 1927.18-2021钢球自由落体冲击表面,测压痕深度压痕深度mm5min/试样冲击压痕仪(钢球+导管)
硬度GB/T 1927.19-2021布氏硬度法,钢球压入(弦/径/端面)100-1000 N10-15min/试样(三向)布氏硬度计(钢球直径5.64mm)
抗劈力GB/T 1927.20-2021楔形加载劈裂,测最大荷载20-200 N/mm5-8min/试样万能试验机+劈裂夹具
握钉力GB/T 1927.21-2022螺钉/圆钉轴向拔出,测最大拔出力500-5000 N10-20min/试样万能试验机+专用拔钉夹具

选方法建议:若需评估木材基本力学性能(如结构用材),优先组合第9、10、11、14、16、17部分,一次制样可完成弯曲、压缩、拉伸、剪切与冲击测试;若关注加工性能(如家具用材),则组合第19、20、21部分。物理性质(第3-8部分)建议在力学测试前完成,因为含水率与密度是力学结果校正的基础参数。对于进口木材或新树种,务必先执行第1、2部分确保取样代表性。

三、干扰物与注意事项速查

  • 含水率干扰:所有力学强度指标均随含水率变化(含水率每增加1%,顺纹抗压强度约下降3%-5%)。必须按GB/T 1927.4测定试样含水率,并将结果校正至12%基准含水率。操作坑:试样从恒温恒湿箱取出后应在5min内完成测试,否则表面吸湿导致结果偏低。
  • 生长轮方向混淆:密度、干缩、硬度等各向异性指标与加载方向密切相关。取样时必须在试样端面用铅笔标记生长轮方向(弦向/径向/端面),制样后若标记丢失,可用放大镜观察管孔排列重新标定。
  • 试样含水率均匀性:第2部分要求试样在20±2℃、65±5%RH环境下调湿至恒重(间隔6h两次称量差不大于0.5%)。实际操作中,大尺寸试样(如冲击韧性试条)中心含水率可能滞后,建议延长调湿时间至14天以上。
  • 加载速度偏差:抗弯(第9部分)规定加载速度为5mm/min,若误用10mm/min,MOR结果可偏高8%-12%;顺纹抗压(第11部分)规定1mm/min,速度过快会导致峰值荷载前试样提前破坏。务必按标准设定试验机速度。

四、系列版本演进

GB/T 1927系列最早可追溯至1979年发布的GB 1927-79《木材物理力学试材采集方法》,后经1991年修订为GB/T 1927-1991《木材物理力学试材采集方法》,当时仅含试材采集单一标准。2009年参照ISO 3129和ISO 13061系列进行结构性改版,拆分为多部分标准,但仅完成部分分部分。2021-2022年完成全系列21个分部分的系统性修订,主要变化方向:一是将试材采集与取样方法细化(第1、2部分),明确野外记录内容和试样加工公差;二是力学试验方法全面更新设备精度要求(试验机精度由1%提升至0.5%);三是新增第21部分握钉力测定(2022年首次发布),填补国内空白。目前全系列均为现行有效版本,尚无作废分部分。

五、常见问题解答

FAQ 1:测抗弯强度时,试样能否先测弹性模量再继续加载测强度?

可以且推荐。GB/T 1927.10(抗弯弹性模量)的加载-卸载循环在弹性范围内进行,不会损伤试样,随后按GB/T 1927.9继续加载至破坏测定抗弯强度。但需注意:弹性模量测试的挠度计必须在强度测试前拆除,避免破坏挠度计。两标准共用同一试样可节省约40%制样时间。

FAQ 2:木材硬度测试需要测几个面?报告怎么写?

标准要求分别测定弦面、径面和端面三个方向的硬度,每个方向至少测2个点取平均值。报告必须分别列出三个方向的硬度值,不可只报一个"硬度"数值。端面硬度通常显著高于弦面(高15%-25%),这是正常现象。若仅需单一指标,建议以弦面硬度作为对比基准。

FAQ 3:握钉力测定(第21部分)对钉子和木材有什么要求?

标准规定使用直径3.5mm的圆钉或ST4.2自攻螺钉,钉入深度为20mm(圆钉)或15mm(螺钉),试样尺寸不小于50×50×100mm。木材需在20±2℃、65±5%RH环境下调湿至平衡。注意:同一试样上钉孔间距不小于30mm,且不得在节子或裂纹附近钉入,否则结果无效。拔出速度统一为5mm/min。

本文基于国家标准正式文本和检测实验室实操经验编写。具体检测参数以供试标准正式文本和CMA资质检测机构出具的检测报告为准。

发布时间:2026年7月 | 数据版本:能力项目库2026-07-01