增强金属网对尾巨桉单板/金属网层积复合材弹性模量的影响

研究了尾巨桉单板俭属网层积复合材在[0/(0/90)/90].与[0/(±45)/90].2种铺装方式下弹性模量的变化规律.结果表明:2种铺装方式的弹性模量随金属网目数的增加而减小;前一种铺装方式层积复合材的弹性模量小于后者;在2种铺装方式下不锈钢金属网增强的层积复合材的弹性模量大于铁网增强复合层积材的弹性模量.     

基于交变应力的碳纤维杉木复合材蠕变性能研究

采用基于交变应力的抗弯试验方法对碳纤维杉木复合材在干、湿环境条件下的短期蠕变性能进行研究.结果表明：Burger模型可较精确地模拟复合材的短期弯曲蠕变性能;湿环境下复合材蠕变量显著大于干环境,温度及相对湿度是影响蠕变的重要因素;在应力变化周期为1h时,交变应力下蠕变量稍低于恒定应力水平,交变应力未加速蠕变的进程;在湿环境中高应力水平下复合材蠕变速率最大,较短时间便出现压溃破坏,在复合材设计应用时,应综合考虑环境状态及应力水平的影响,将应力水平极值控制在极限应力的40％以内.     

单板层积梁弯曲蠕变特性

在自制的弯曲蠕变试验台上对桦木和椴木单板层积梁进行弯曲蠕变试验,蠕变测试采用简支梁中部集中加载的方式。选用的加载应力水平分别为层积梁弯曲极限强度的40%、50%和60%,用百分表记录蠕变数值。实验周期为40～60d。试验结果表明,单板层积梁弯曲蠕变特性受树种、加载应力水平的影响较大,与树种的材性有较大关系:桦木单板层积梁的抗蠕变性能要明显好于椴木单板层积梁;同时,相同树种不同应力状态下,蠕变曲线为非线性的,蠕变过程由于加载应力水平不同而呈不同的规律。蠕变变形量和曲线上的跳跃点随着应力水平的增加有增大的趋势。试验测试过程中,60%应力状态下,椴木单板层积梁在连续加载60d时突然断裂。     

速生杨木单板高频加热层积弯曲胶合工艺研究

利用速生杨木单板,采用高频加热层积弯曲胶合工艺生产弯曲构件,探讨速生杨木代替优质阔叶材生产曲木家具的可行性,并对影响弯曲构件性能指标的因素进行分析。结果表明:速生杨木单板高频加热层积弯曲胶合构件的各项性能指标均超过了企业相关标准,完全可以代替优质阔叶材,用于曲木家具生产。方差及直观分析结果显示,单板含水率13%,热压压力1.7MPa,热压时间5min,保压冷却时间12min,即可获得满意的弯曲构件性能指标。     

水浸时效对红锥木材蠕变特性的影响

采用4点加载方式分别对红锥自然气干试材及水浸时效试验材料进行短时间(420min)弯曲蠕变试验,获取红锥木材在2种不同时效状态下的弯曲蠕变特性常数,分析2种时效状态下红锥的蠕变性能,并对水浸时效对红锥蠕变性能的改善效果作出评价。结果表明,在弯曲应力为σb40%的荷载下,红锥自然气干材的蠕变特性常数J0为8.408×10-7cm2/N、η0为436.293×10-7 min N/cm2、∑Ji为0.784×10-7cm2/N;红锥水浸时效材的蠕变特性常数J0为7.752×10-7cm2/N、η0为502.000×10-7 min N/cm2、∑Ji为0.341×10-7cm2/N。红锥木材经水浸时效处理后,其瞬间弹性柔量J0及延迟弹性柔量∑Ji均较气干材有所降低,而粘性系数η0则较气干材有较大幅度的提高。说明红锥木材经水浸时效处理后其抗瞬间弹性变形能力、抗延迟弹性变形能力及抗长期粘性变形的能力得到增强。     

基于近红外光谱技术预测两种进口材气干密度

为了建立进口材气干密度近红外光谱校正模型，实现对进口材气干密度的快速预测，以进口阔叶材桃花心木和针叶材辐射松两种木材为研究对象，测定其气干密度真值结合近红外光谱技术，采用偏最小二乘法（PLS）在全波段（350～2 500 nm）建立两个材种的气干密度相应的校正模型，并采用外部验证，最终建立两种木材的气干密度的预测模型。结果表明：桃花心木木材的气干密度范围为0.433～0.840 g·cm^-3，辐射松的为0.260～0.600 g·cm^-3；不同方法建立的桃花心木木材气干密度近红外光谱校正模型相关参数均好于辐射松的；校正模型的外部验证表明，桃花心木木材气干密度预测模型精度较高，相关系数达到0.90，而辐射松木材气干密度预测模型相关系数为0.75。总之，进口阔叶材桃花心木木材的平均气干密度比针叶材辐射松的大。相较于针叶材辐射松，建立的阔叶材桃花心木木材气干密度预测模型更能较精准的预测其密度真值。     

高能微波处理辐射松木材的抗弯力学性能与损伤演化特征

  目的  探究高能微波处理对木材抗弯弹性模量、抗弯强度和弯曲塑性功的影响,并阐明处理材在静态弯曲载荷过程中的损伤演化与破坏规律。  方法  利用高能微波设备,采用60、80、100 kW·h/m3这3组微波能量密度水平对含水率为50% ~ 70%的辐射松锯材进行处理。在声发射（AE）系统的实时监测下进行三点弯曲抗弯弹性模量、抗弯强度和弯曲塑性功的测试,并且结合试件断裂破坏截面形貌与AE参数特征分析对比处理材与未处理材在不同加载阶段的损伤演化。  结果  未处理材抗弯弹性模量和抗弯强度平均值分别为5 520和61.7 MPa,高能微波处理材的抗弯弹性模量和抗弯强度平均变化率均小于10%。但高能微波处理均显著提高了木材的弯曲塑性功。相较于未处理材,60和100 kW·h/m3处理材的弯曲塑性功分别提高了12%和16%;而80 kW·h/m3处理材的弯曲塑性功最大,相较于未处理材的提高了22%。AE测试结果显示:随着微波能量密度的增加,处理材AE信号首次出现时间不断提前,首个损伤稳定增长阶段的持续时间、塑性变形阶段的累计振铃计数增长速率、幅度和能量活跃度逐渐增加。由此表明,在弯曲载荷作用的过程中,处理材拥有更高的损伤增长速率与应力重组效率,细胞壁产生了更多的屈曲与坍塌破坏,木材内部裂纹迅速扩展,减弱了应力集中效应,因而在一定程度上增加了木材弯曲塑性功。试件破坏形貌验证了AE测试结果,与未处理材相比,处理材的拉伸区域、中性层与压缩区域的断面形貌更加粗糙。  结论  适当的高能微波处理可在仅小幅改变木材抗弯弹性模量、抗弯强度的前提下,显著提高木材弯曲塑性功,将为高能微波处理材的应用提供新思路。研究方法与结果能够有效地展示高能微波处理材的损伤演化特征,并将为木质材料损伤演化的相关研究提供参考。      

浙江速生杉木物理大学性质的研究

速生杉木的材性逊于非速生杉木。气干密度０．３４５ｇ·ｃｍ－３，体积干缩系数０．４４４％，顺纹抗压强度２８．０ＭＰａ，静力弯曲强度５７．０ＭＰａ，静力弯曲弹性模量８．５ＧＰａ．     

ACQ-D处理后杉木的拉应力松弛

该研究测定和分析了未处理杉木和经过不同浓度的胺溶季胺铜D型（ACQ-D）木材防腐剂处理的杉木试材,在不同含水率状态下的拉应力松弛（以下简称应力松弛）曲线。结果表明:①在绝干状态下,低保持量（1和3 kg/cm3）的ACQ-D处理材与未处理材的应力松弛曲线接近,而高保持量（5 kg/cm3）的ACQ-D处理材的应力松弛量则小于未处理材;在气干状态下,ACQ-D处理材的应力松弛量都低于未处理材,其中高保持量处理材的应力松弛量又大于低保持量处理材;在湿润状态下,未处理材和不同ACQ-D保持量处理材的应力松弛曲线比较接近,都呈迅速下降的趋势。②含水率对未处理材和ACQ-D处理材的应力松弛影响很大,比较相同ACQ-D保持量的试材在不同含水率状态下的应力松弛曲线可知,气干状态试材的应力松弛量较小,湿润状态试材的应力松弛最明显,绝干状态试材的应力松弛接近于湿润状态试材。      

重组竹力学性能及设计强度取值研究

竹材为快速可再生材料,性能优越,用于建筑领域可提高长期固碳能力、增加经济附加值,且建筑业迫切需要寻找再生资源降低对环境的影响。通过试验研究浙江省4～5年生毛竹枝下材制成的重组竹顺纹抗拉、顺纹抗剪、抗弯强度、抗弯弹性模量及其破坏模式,参照《木结构设计手册》分析其设计值,并将其与常见建筑材料进行对比。结果表明,顺纹抗拉强度设计值为16.3 MPa,抗拉破坏属于脆性破坏,破坏模式有3种:受拉纤维拉断、锯齿状界面剪切破坏、纤维拉断和界面剪切破坏同时发生;顺纹抗剪强度设计值为3.69 MPa,抗剪破坏属于脆性破坏,破坏模式为纤维界面的剪切破坏;抗弯强度设计值和抗弯弹性模量分别为33.8 MPa和8.3 GPa,抗弯破坏属于塑性破坏,破坏模式为受拉纤维先拉断、受压纤维后压溃破坏。重组竹可作为建筑结构主体受力材料使用,但须适当提高抗压和抗剪安全系数,用作受弯构件时以挠度控制较为准确。     

杉木指接集成板的生产工艺与技术

采用南方速生杉木制造指接集成板，从杉木材性、加工工艺、设备性能、材料利用率、生产成本、产品质量和市场需求等方面出发，研究和分析了南方速生杉木制造指接集成板的特点和应掌握的技术问题．结果表明，这种杉木有高胶接强度和浸渍剥离强度，但自身剪切强度较低．采取恰当的工艺与技术，用南方速生杉木可以生产出满足市场需求的较高质量的指接集成板。     

不同胶粘剂在毛竹和杉木表面的润湿性

通过渗遗扩散系数来评价胶粘剂在试材表面的湿润性能，研究酚醛树脂胶（PF）、聚异氰酸醇胶（PMDI）、双组分聚异氰酸醇乳液型胶粘剂（EPI）和琢硅树脂胶（UF）4种胶粘剂分别在毛竹和杉术表面的接触角及洛遗扩散速率变化规律．结果表明，4种胶粘剂在毛竹表面的润湿性均小于杉术．在毛竹竹青上的澜湿性小于竹黄；对于同一毛竹或杉术表面，PMDI胶的润湿性最好，而EPI胶较差，PF、UF介于二者之间。     

竹笋壳表面处理及竹笋壳复合材的制备

为将竹笋壳这一生物质资源利用起来,减小环境污染,以碱处理后的竹笋壳为原料,酚醛树脂为胶黏剂,采用热压成型方法制备了竹笋壳复合材,研究了碱处理的质量分数和时间对竹笋壳表面接触角及顺纹抗拉强度的影响,分析了施胶量对竹笋壳复合材弯曲性能和24 h吸水性能的影响。结果表明:碱处理能够在一定程度上去除竹笋壳表面的硅质和蜡质,提高竹笋壳的表面润湿性,并且改变竹笋壳的力学性能。竹笋壳复合材具有较好的弯曲性能,随着施胶量的增大,竹笋壳复合材的静曲强度和弹性模量呈增大趋势,而24 h吸水率及吸水厚度膨胀率呈减小趋势。     

人工林刺槐木材物理力学性质研究

目的刺槐作为我国重要的速生用材树种，被广泛应用于北方人工林种植，深入研究刺槐木材的物理力学性质，为刺槐人工林建设经营以及木材的高效精细化利用提供科学依据。方法本文对采自于山东省东营市刺槐林场的4株不同树龄人工林刺槐沿树干等分成0.65 m长若干小段并顺序编号，测定和分析每段木材的物理性质(气干密度、全干密度、基本密度)、力学性质(顺纹抗压强度、横纹径向全部抗压强度、横纹弦向全部抗压强度、抗弯强度、抗弯弹性模量)以及化学组分(纤维素、半纤维素、木质素)含量，并通过SEM电镜扫描图对各段木材的微观构造进行对比分析。结果刺槐木材的气干密度、全干密度、基本密度、顺纹抗压强度、横纹全部抗压强度(径向、弦向)、抗弯强度、抗弯弹性模量均随树龄的增大而增加，随树干位置增高呈现先增大后减小的规律。将木材气干密度与顺纹抗压强度、横纹(径向、弦向)全部抗压强度、抗弯强度、抗弯弹性模量分别进行线性和幂函数拟合，两种模型均能很好地拟合试验结果，拟合度R2值为0.865~0.895。各段木材化学组分中纤维素含量随树龄及树干高度位置的变化规律与木材各项力学性质的变化规律相似。木材的微观构造中导管占比率随树龄增大而减少，随树干高度位置增加呈现出先减后增的变化规律。结论10年生、15年生、20年生、25年生刺槐木材的气干密度、顺纹抗压强度、抗弯强度、抗弯弹性模量均为中级以上，是良好的家具和建筑用材。在利用时应充分考虑不同树龄木材和树干不同位置的差别。密度作为影响木材力学性质的直接要素，可根据相关方程通过刺槐木材的密度值估算部分力学性质的数值。刺槐木材纤维素含量与木材各项宏观力学性质相关度很高，而木材导管占比率的差异则从微观构造上揭示了木材密度变化的内在机理。      

低温对不同种源杉木叶绿体超微结构的影响

应用电镜观察比较模拟低温对不同种源杉木叶绿体超微结构的影响，结果表明：低温对杉木叶绿体超微结构有不同程度的影响，杉木叶绿体能抵御4℃低温．在－10℃温度下，叶绿体结构受到损伤或破坏，但不同种源抗寒性不同，其种源抗寒性排序为：安徽休宁种源＞湖南会同种源＞广西贺县种源．     

贵州省马尾松和杉木纤维增强高密度聚乙烯复合材料

利用两步挤出法分别制备马尾松和杉木纤维增强高密度聚乙烯(HDPE)复合材料,研究两种复合材料的颜色、密度、硬度、尺寸稳定性、弯曲、拉伸、冲击和在50 N载荷作用下的24 h蠕变-24 h回复性能。马尾松纤维/HDPE复合材料的表面明度明显大于杉木纤维/HDPE复合材料,且相对偏向绿黄色,而杉木纤维/HDPE复合材料则偏向红蓝色。两种材料的密度、硬度和24 h吸水率相差均不超过5%,但马尾松纤维/HDPE复合材料的24h吸水厚度膨胀率是杉木纤维/HDPE复合材料的3.43倍。杉木纤维/HDPE复合材料的力学性能明显优于马尾松纤维/HDPE复合材料,而马尾松纤维/HDPE复合材料抗蠕变性较好,50 N的载荷作用下24 h的应变仅为杉木纤维/HDPE复合材料的77.29%,但回复性能相对稍差。     

中山杉与落羽杉木材物理力学性质比较研究

对中山杉302和落羽杉两种木材的部分物理力学性质进行了测试比较分析。结果表明:中山杉302木材的基本密度、气干密度、抗弯强度、抗弯弹性模量和顺纹抗压强度的平均值均比落羽杉高,而弦向全干干缩率、体积全干干缩率、弦向气干干缩率、体积气干干缩率均比落羽杉低;其差异都在0.05水平显著。中山杉与落羽杉树干上段(3.3～5.3m)木材的基本密度、气干密度、抗弯强度和抗弯弹性模量均低于下段(1.3～3.3m);两种木材的气干密度与弦向气干干缩率、体积气干干缩率呈显著的正相关,与抗弯强度、顺纹抗压强度呈正相关,与抗弯弹性模量呈负相关。     

X80大口径三通低温断裂韧性试验

油气管道站场用管要求具有较高的低温抗断裂性能,尤其是三通等管件的壁厚较大,尺寸效应显著。为了确定低温服役的X80大口径三通的适用温度和壁厚,通过夏比冲击、落锤撕裂和三点弯曲试验研究了X80大口径三通的低温断裂韧性和尺寸效应,并利用失效评估图技术进行安全评估。结果表明：X80大口径三通具有较好的低温夏比冲击性能,但抵抗低温裂纹长程扩展的落锤撕裂性能较差。试验温度高于-20℃时,随着壁厚增大,DWTT断口剪切面积减小,在20℃、0℃和-10℃试验温度下的50％剪切面积临界壁厚分别为26mm、25mm和22mm。利用三点弯曲试验测得的低温断裂韧度计算的X80三通失效评估点均在安全区域内,而且有一定的安全裕量。（图7,表3,参12）     

碳酸钙原位改性植物纤维及其复合材料性能表征

为研究原位沉积对竹、杉木、黄麻3种植物纤维的表面改性效果,采用平压工艺制备了植物纤维增强聚丙烯复合材料,并通过SEM、原子力学显微镜、光学纤维接触角测量仪等方法分别表征了植物纤维的表面形貌、表面粗糙度、静态接触角、拉伸性能以及复合材料的断口形貌和力学性能。结果表明:CaCO3原位沉积改性对单根植物纤维的表面性能有显著影响,不仅提高了单根植物纤维的拉伸性能,还改善了植物纤维增强热塑性聚合物的界面性能,增强了复合材料的界面强度。原位沉积改性后,3种植物纤维表面均有CaCO3附着,杉木纤维的CaCO3上载量最高,达16.08%;竹纤维最低,为6.96%。改性竹纤维的表面粗糙度Rq值降低了32.95%,静态接触角增加了1.85%;改性杉木纤维的Rq值和静态接触角分别增加了42.51%、3.12%;改性黄麻纤维的Rq值增加了62.77%,静态接触角降低了0.4%。单根改性植物纤维的拉伸性能均有所提高,相同CaCO3原位沉积改性条件下,改性竹纤维的拉伸强度和弹性模量最大,分别为1 134.83 MPa、37.25 GPa。断口形貌SEM图中,改性植物纤维与聚丙烯结合紧密,复合材料的断裂主要以改性植物纤维的断裂为主,表明复合材料的界面性质得到改善。改性植物纤维增强聚丙烯复合材料的拉伸性能得到提高,而且其弹性模量的变化趋势与改性植物纤维CaCO3附着量的变化趋势一致。改性杉木纤维增强聚丙烯复合材料弹性模量最大,为2.28 GPa;改性竹纤维增强聚丙烯复合材料拉伸强度最大,为54.04 MPa。      

不同林龄杉木实生林物理力学性质变异研究

以湖南省金洞林场同一立地条件、不同林龄的杉木实生林木材为研究对象,按照国家标准测定其物理力学性质的气干密度、基本密度、横纹弦向全部抗压、横纹径向全部抗压等10个性状指标.方差分析发现,杉木实生林木材的10个性状指标均随林龄的增大而增加,且各指标差异显著.对其进行相关性分析,发现木材物理与力学性质间表现为正相关,其中与横纹弦向局部抗压、横纹径向局部抗压、顺纹抗弯模量、顺纹抗拉强度表现出极显著相关性,相关系数为0.207～0.680.变异系数计算结果表明,各性状的变异系数变化范围为3.57％ ～11.40％,30年生时,气干密度、基本密度、横纹弦向全部抗压、横纹径向局部抗压、顺纹抗弯强度、顺纹抗压强度、顺纹抗拉强度的变异系数小于其他2个林龄.全部性状的变异系数均处于10％左右,说明实生林各性状总体稳定.综上可知,实生林的物理力学性质具有密切的相关性,随着林龄的增加,表现出受环境因素影响越来越小,受遗传因素影响越来越大.