木材正交各向异性orthotropic nature of wood

木材顺纹理方向和垂直纹理方向的径向及弦向构成三个相互垂直的对称轴，各个纹理方向具有不同的物理力学性质。木材的细胞大多数是沿树轴方向排列，主要组成这些细胞壁的微纤丝在次生壁最厚的中层(S₂)的排列（见木材细胞壁构造），又与细胞的长轴方向趋于一致，形成了木材顺纹与横纹方向的物理力学性质有很大差别。在横纹方向，更由于径向排列的木射线细胞以及早晚材交替间隔的影响，使木材径向和弦向的物理力学性质存在明显差异，从而木材被看成各向异性材料。例如杉木或马尾松的顺纹抗拉强度约为横纹抗拉强度（弦向与径向平均值）的40倍；径向横纹抗拉强度约为弦向的1.2倍。从树干可以认为是近似套筒状的同心圆结构，具有圆柱体的对称性(图a)。如果从树干切取出一块距髓心有一定距离的正交六面体的小试样，其相对的两个面与生长轮相切(图b)，这个试样便有平行于纹理方向的纵轴(L)，正交于生长轮方向的径向轴(R)，和垂直于纹理但与生长轮相切的弦向轴(T)三个方向相互垂直的轴。虽然径轴在木材中实际上并不是真正平行，弦面也不是平面而近于圆柱面，但通常习惯于假定为三个相互垂直的弹性对称轴，以便按正交的数学方式处理。

木材的轴向及切面图
a.木圆盘；b.取自圆盘的
方木块；
L.轴向；R.径向；T.弦向

木材正交各向异性orthotropic nature of wood

木材顺纹理方向和垂直纹理方向的径向与弦向3个相互垂直的对称轴，各个纹理方向具有不同的物理力学性质。木材的细胞大多数是沿树轴方向排列，主要组成这些细胞壁的微纤丝在次生壁最厚的中层(S₂)的排列，又与细胞的长轴方向趋于一致，形成了木材顺纹方向与横纹方向的物理力学性质有很大差别。在横纹方向，更由于径向排列的木射线细胞以及早晚材交替间隔的影响，使木材径向和弦向的物理力学性质存在明显的差别，从而木材被看成各向异性材料。