木质基点阵夹层结构连接方式的优化

木质基点阵夹芯结构由于其材质的限制,常采取开槽粘接的方式来制造,这种方式破坏了面板的完整性。为了保证面板的完整性,本研究设计了一种新的连接方式,通过桦木方块连接桦木圆棒榫和杨木单板。与开槽粘接的连接方式对比,芯层在加上桦木方块后增强了芯层力传递的效率,这在平面外压缩和短梁剪切上得到体现。随着位移的增加,加入桦木方块的配置出现相对稳定的力学行为,增长了结构失效后的应急时间。试验分析了失效原因并与其他竞争模式做了对比,比强度优于部分合金和碳纤维制备的点阵夹芯结构。理论分析和试验结果一致性良好,具有成本低、环境友好等特点。     

菠萝叶纤维/玻璃纤维夹芯点阵圆筒的制备与平压性能

天然纤维资源丰富、绿色环保、生物可降解等优点吸引了人们的关注,点阵结构的设计可以同时实现材料设计、结构设计与功能性设计。将材料设计与结构设计相结合,以菠萝叶纤维和玻璃纤维作为增强材料,以酚醛树脂和改性的环氧树脂为基体材料,设计了3种不同夹芯组坯方式的点阵圆筒结构,菠萝叶纤维层用P代替,玻璃纤维层用G代替,则3种结构为(PG)_n、PGP和GPG结构,并探索了3种圆筒结构的制备工艺;通过轴向压缩试验,分析了3种结构的平压性能。结果表明,纤维缠绕工艺简单可操作;(PG)_n、PGP和GPG夹芯点阵圆筒的破坏部位发生在肋条交叉附近的环向与螺旋向肋条;从结构的抗压角度出发,相比于结构PGP和GPG,结构(PG)_n不具备优势条件;从轻质高强角度出发,PGP夹芯点阵圆筒的性能最好,GPG结构次之,(PG)_n最差;夹芯点阵圆筒可以作为建筑材料使用。     

L型构件双圆棒榫节点抗弯强度模型及其数值模拟

为解决现有圆棒榫节点抗弯强度研究中试验偶然性的问题,采用有限元法,建立L型构件双圆棒榫节点抗弯强度模型,进行数值模拟,并通过相应的试验对模拟结果进行了验证。结果表明:1)所建立的有限元模型可用于实木榫接合家具设计中的抗弯强度预测,不同直径下有限元分析结果与试验结果平均误差均<15%,且圆棒榫变形情况与试验结果相符;2)双圆棒榫接合构件抗弯节点主要破坏形式为榫损伤,抗弯强度随直径增加而增加,但增幅减小;3)直径为10 mm的双圆棒榫可用于椅子腿部与望板接合部位,直径为8 mm的双圆棒榫可用于椅子腿与扶手连接处,性能满足GB 103547所规定的要求,直径为6 mm的双圆棒榫不适用于椅子连接。     

杨木柜类家具T型节点连接强度及其补强研究

对杨木柜类家具T型节点和柜体分别进行力学加载试验,探讨其不同连接方式的强度和板件端部的补强效果。材料包括杨木板材和水曲柳木条。连接方式包括圆棒榫(D)和三件式偏心连接件(M),圆棒榫的长度分别为30mm(30D)、40mm(40D)和50mm(50D)。结果表明,无论是无水曲柳嵌入的TC试件,还是板件端部嵌入水曲柳进行补强的TR试件,30D的破坏载荷均略高于M,40D与50D的破坏载荷接近,且都明显高于30D和M。除50D外,TR的破坏载荷均高于TC,其中,40D的补强效果最为明显。偏心连接件的初始刚度高于圆棒榫,而圆棒榫的刚度随着长度的增加而增加。柜体试验证明补强结构可进一步提高其整体强度。通过对柜体搁板变形的理论计算和有限元分析,分别得出TC及TR搁板的变形,二者的计算及模拟结果与试验结果相比,相对误差均在11%以内。由此可见,水曲柳木条端部补强结构对柜类家具的T型节点破坏具有积极的抵抗作用。     

胶粘剂种类、加压时间对3种常用斜角榫接合性能的影响

斜角榫接合是传统家具的主要结构方式,也是现代中式家具的标志性结构方式.在木家具结构设计中,特别是中式实木家具结构设计中,木框角部斜角榫接合强度是人们担心的问题.实木家具中木框斜角榫接合强度因其榫卵形式、胶粘剂种类、保压时间等影响因子的不同而不同,其中,抗拉强度和抗弯强度是衡量木框斜角榫接合性能的两个重要指针.本文对3种常用的、易于机械加工的斜角榫接合试件的抗拉强度,抗弯强度进行了实验测定,并对其进行比较、分析.研究结果表明:胶粘剂种类,加压时间都不同程度的影响着木框角部接合的整体结构强度.     

木榫旋转摩擦焊接抗拉拔力的影响因素

在红松(Pinus koraiensis Sieb. et. Zucc)木材基材上钻制2种规格可插入木榫棒的预钻孔(预钻孔径8、9 mm,深度40 mm)、选取2种规格红松材质的木榫棒(长100 mm,直径10、12 mm),分别进行不同木榫棒直径与预钻孔孔径比、不同基材纹理的圆棒木榫旋转焊接试验,并与敲击试验试件进行对比,分析不同试验方法对焊接试件抗拉拔力的影响。结果表明:①木榫旋转焊接能明显提高连接的抗拉拔力,高于敲击试件300%以上,焊接界面上有大量熔融物质,说明木榫旋转焊接对于连接强度的提升具有明显作用。②随着木榫棒直径与预钻孔孔径比的增加,抗拉拔力逐渐增大,在同一木榫棒直径与预钻孔孔径比时,顺纹基材焊接产生的抗拉拔力高于横纹基材。③纹理对于焊接性能的影响十分显著,对焊接后木榫棒焊接部位的形态进行观察,横向纹理对木榫棒直径的削减作用更为明显,顺纹焊接后木榫棒整体呈圆台状,木榫棒直径的变化更为平滑;对焊接带进行观察,顺纹焊接的焊接带平均宽度明显高于横纹焊接带平均宽度,同参数规格时,顺纹焊接试件抗拉拔力高于横纹焊接试件抗拉拔力。     

微型指榫角部接合与圆榫及直角榫接合性能比较

通过试验，对微型指榫角部接合与圆榫及直角榫接合性能进行了比较和研究。结果证明，刚度效率大约为０．７～０．８与直角榫接合相类似．比圆榫接合刚度效率大。微型指榫弯曲强度效率约为０．５～０．６，比圆榫和直角榫接合强度高（圆榫接合弯曲强度效率为０．３）。     

微型指榫角部按合与圆榫及直角榫接合性能比较

通过试验，对微型榫角部按合与圆榫及直角榫年产值接合性能进行了比较和研究。结果证明，刚度效率大约为０．７～０．８与直角榫接合相类似，比圆榫接合刚度效率大。微型指榫弯曲强度效率约为０．５～０．６，比圆榫和直角榫接合强度高（高榫接合弯曲强度效率为０．３）。     

四角锥钢网架结构倒塌试验模型的数值模型分析

竖向荷载下四角锥网架结构的整体倒塌通常是拉杆屈服和压杆屈曲综合作用的结果。针对其倒塌破坏特征,以一个倒置四点支承四角锥网架结构为例,基于非线性有限单元法建立了考虑单杆初始弯曲的网架结构倒塌数值分析模型,并通过一个网架结构模型的倒塌试验对其可靠性进行了验证,进而考察了压杆屈曲对网架倒塌过程的影响程度。分析结果表明:考虑单杆初始弯曲的钢网架结构倒塌数值模型计算结果与试验结果吻合度较高,验证了数值分析方法的可靠性;考虑杆件初始弯曲的模型可完整揭示竖向荷载作用下网架结构的倒塌全过程;不考虑单杆初始弯曲将会过高的估计网架结构的极限承载力而偏不安全;在网架倒塌前削弱杆件均存在屈曲现象,削弱最靠近角支座位置的上弦压杆,对网架的抗倒塌性能最为敏感;压杆屈曲后性能对网架抗倒塌能力仍有贡献,直接杀死屈曲压杆的分析结果偏于保守。     

竹定向刨花板指接工艺的研究

通过正交试验研究了竹OSB指接的较优工艺参数,以及指榫类型、施胶量和端压等3个因素对竹OSB指接材抗弯强度和抗拉强度的影响,并分析了竹OSB指接材的破坏形式。结果表明,较优工艺参数选用指榫类型Ⅲ,施胶量290g·m~(-2)、端压3MPa时,竹OSB指接材的静曲强度、弹性模量和抗拉强度分别是58.46MPa、8.05GPa和18.41MPa;指榫类型对竹OSB指接材的静曲强度和抗拉强度影响显著,对弹性模量影响不显著;施胶量和端压对静曲强度、弹性模量和抗拉强度影响不显著;竹OSB指接材的弯曲破坏形式主要有胶层破坏和指榫折断,拉伸破坏形式主要有胶层破坏、指榫折断和指接破坏引起的基材断裂。     

圆榫数量对刨花板构件抗弯强度的影响

文章对刨花板部件角部接合抗弯强度与圆榫数量之间关系进行初步探讨,对实验中所获得的数据进行回归分析,找出了圆榫数量与抗弯强度之间关系为三次曲线关系,在一定圆榫数量范围内,随着圆榫数量增多,抗弯强度增大。这在制品设计中确定圆榫数量和进行结构强度设计均有实用性。实验中还发现刨花板内部结合强度,板材断裂模量和弹性模量均对构件抗弯强度有一定影响。可以着出,圆榫数量少时,试件破坏形式是板件A的边部劈裂,而圆榫数量多时,破坏形式是板件A折断。如果圆榫之间距离过小,或者是最外边圆榫端部过近,当装入圆榫时,板件就被胀裂,这不仅影响制品外观,而且也使结合强度降低。     

竹/木销连接组合木梁抗弯性能研究

试验对竹/木销连接的双层规格材组合木梁进行四点弯曲加载试验。试验参数包括销的种类（竹销和木销），钉入角度（45°、60°、90°）和竹销直径（8、10、12 mm）。结果表明，90°和60°角连接时，竹销连接组合木梁刚度比木销连接分别提升11%和18%；组合木梁随销钉入角度的增加，刚度逐渐增加，90°角连接比60°和45°角连接刚度分别提升7%和29%；增加竹销直径可以有效提升组合木梁刚度。     

高径比跨高比对荆条纵向抗压抗弯性能测试精度的影响

为研究荆条的纵向抗压抗弯性能的测试方法,测试了不同高径比跨高比荆条试样的纵向抗压强度及抗弯强度、最大弯曲挠度、弹性模量等力学指标。结果表明,1）高径比1.5时的纵向抗压强度测试精度最佳;并随荆条直径增加,其纵向抗压强度减小。2）跨高比为8、10和12时测得的抗弯强度均能满足试验精度要求,并随跨高比的增加,变异系数、准确指数有递增趋势,且随荆条直径增大,其抗弯强度减小,最大弯曲挠度增大。3）弹性模量随着跨高比的增大而增大,随着直径的增大而减小。     

碳纤维增强木基复合材料的制备及其力学性能

为了研究碳纤维增强木基复合材料的力学性能,选择直径为12 μm的碳纤维制备试样。分别对碳纤维增强木基复合材料与木纤维板进行了三点弯曲力学性能测试,运用扫描电镜（SEM）对其微观结构进行表征。结果表明:通过力学曲线对比及断裂机理分析,可以明显的发现碳纤维增强木基复合材料的力学性能要优于木纤维板,这种“三明治”结构的材料设计充分发挥出碳纤维独特的缓冲能力,试件在较高外加载荷作用下并不是产生突然的断裂破坏,而是具有一定的承载能力。SEM分析表明,聚醋酸乙烯胶粘剂工作强度高,在受力时能够很好的传递载荷,碳纤维网与木纤维板结合良好。     

短周期工业材指接强度分析

采用国产间苯二酚－甲醛树脂胶，脲醛树脂胶，聚醋酸乙烯酯乳液三胶粘剂，对落叶松，杨木，火矩松，湿地松，马尾松，杉木，刺槐七种短周期工业材进行了抗弯强度，抗拉强度，顺纹抗压强度，冲击韧性指接试验，分析了四项指标的有效率。试验结果表明：抗弯强度，抗拉强度，抗压强度的有效率的均大于８０％，冲击韧性大于７０％。     

普通混凝土和橡胶混凝土弯曲损伤过程的声发射研究

研究了不同强度的普通混凝土及橡胶混凝土在静态弯曲加载条件下的抗弯性能及其破坏过程的声发射性能.力学性能测试结果表明，橡胶混凝土的抗折强度高于同等抗压强度的普通混凝土.采用声发射系统对加载全程进行了信号采集.结果表明，随着普通混凝土强度的提高，弯曲过程中的声发射信号的活度减小，而信号的强度增大.橡胶混凝土的声发射信号的活度和强度均小于普通混凝土.对声发射信号的强度和活度的分析表明，在相同加载条件下，橡胶混凝土的损伤程度比相同抗压强度的普通混凝土小，这与两种混凝土反映出的宏观性能的差异是一致的.应用声发射信号定位研究了混凝土的损伤区域，定位分析结果与实际观察结果一致.     

纤维石膏速成板的力学性能试验研究

通过对新型环保墙体材料的抗压、抗拉和弯曲强度试验,测定纤维石膏速成板抗压强度、抗拉强度、弹性模量和波松比,弯曲强度等基本力学性能指标,研究其破坏特征.试验得到抗压强度、抗拉强度的应力-应变关系,可以为非线性有限元分析提供材料本构关系曲线.     

化学腐蚀作用下层状复合岩石的性能研究

选取红砂岩、青砂岩和大理岩为原材料,制作成不同组合、不同界面层倾角的层状复合岩样,并在pH=2和pH=4的酸性环境下养护30 d.将养护后的试件进行单轴抗压试验,测定试件的抗压强度并观察其破坏模式.试验结果表明：经过酸性溶液的养护,不同岩石组合、不同界面层倾角的复合层状岩石的单轴抗压强度均有一定的降低,且酸性越强,岩样抗压强度下降越大;当界面层倾角增大时,酸性环境的影响减小,随着界面层倾角的增大,复合岩石的抗压强度有较大程度的降低,且破坏模式发生改变.