重组竹顺纹力学性能的代表性体积单位模型

重组竹的宏观力学性能与其微观组成材料性能息息相关，重组竹微观力学仿真模型是研究重组竹宏观力学性能的重要手段。通过重组竹顺纹拉压试验，得到重组竹的力学性能；利用电子显微镜拍摄单个纤维的微观形貌，计算出单个纤维的底面积；使用体式显微镜观察试件中纤维个数，从而计算纤维所占重组竹的体积比；根据混合定律计算纤维与基体的材料参数。采用微观力学理论建立纤维均匀分布和随机分布的重组竹代表性体积单位(RVE)模型，并探究不同纤维与基体组分材料参数、纤维体积比对代表性体积单元力学性能的影响。研究结果表明：重组竹RVE模型顺纹抗拉应力-应变曲线与试验结果比较吻合，顺纹抗压应力-应变曲线与试验结果有些差异，纤维体积分数、纤维弹性模量对顺纹弹性模量影响较大，纤维排列方式、基体弹性模量对顺纹弹性模量影响较小。     

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．     

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。     

竹材薄壁组织拉伸性能及其变异规律的研究

  目的  从力学角度看，竹材的薄壁组织扮演基体的角色，而因其几何形貌的限制，目前针对薄壁组织开展的力学方面的相关研究较少。探索薄壁组织的力学性能，尤其是基体材料属性的赋值，对竹材精细化仿真模型的建立起到关键作用，进而提高模拟分析结果的准确性。  方法  以毛竹材为研究对象，7组试样取自同一竹秆不同高度处节间，软化后切厚度为30和80 μm的弦切片，其中厚度为30 μm的切片用于测试薄壁细胞形态参数，厚度为80 μm的切片用于制作有效试验段仅含薄壁组织的拉伸试样，并在力学试验机上结合光学引伸计完成竹材薄壁组织的拉伸试验，计算分析其抗拉强度、弹性模量和失效应变。  结果  竹材薄壁细胞长、宽、腔径和双壁厚在竹秆高度方向上无明显的变异规律；薄壁组织的平均抗拉强度为13.08 MPa，抗拉弹性模量为830.86 MPa，失效应变为1.98%，三者在竹秆高度上的变异规律均不明显；竹材薄壁组织拉伸性能与薄壁细胞形态之间的线性相关性较低。对薄壁组织拉伸失效断口的分析表明其拉伸失效的实质是胞间层分离与细胞壁断裂，本试验采用的毛竹材薄壁组织的平均抗拉强度在13.08 ~ 34.82 MPa之间。  结论  试验方法与结果均可靠，试验结果将为全面而深入地了解竹材力学性能及其数学模型的建立提供重要的参考价值，另外本试验方法将为植物材料力学性能的相关研究提供参考。然而，为提高测量结果的准确性还需进一步的深入研究，竹材薄壁细胞组织构造在竹秆高度方向上的变异规律与其力学性能之间的关系仍需探索。      

桐油处理对竹材抗老化性能的影响

[目的]研究桐油处理对竹材抗老化性能的影响。[方法]分别以金竹和楠竹为研究对象,研究桐油浸泡处理的2种竹材在WCAMA 6循环加速老化完成后,其抗拉强度、抗压强度、抗拉弹性模量的变化,用4种指标的平均保留率来揭示桐油对竹材抗老化性能的影响。[结果]虽然2种竹材的力学性能有一定差异,但在加速老化试验完成后2种竹材的抗压强度和抗拉弹性模量的保留率均很高,同时桐油处理试件的抗拉强度和抗压弹性模量的保留率与未经桐油处理的相比有所降低。[结论]桐油处理对评判竹材抗老化性能关键指标抗压强度提高最为明显,而难以提高其在加速老化环境下的抗拉强度和抗压弹性模量。在竹结构设计工作中,这些力学性能指标可为桐油处理后竹材抗老化性研究提供参考依据。     

不同海拔人工林毛竹材纤维形态和化学成分的差异

对不同海拔人工林毛竹材纤维形态和化学成分进行测定和分析以揭示其变异规律。结果表明:海拔300 m人工林毛竹材纤维长度、长宽比和长纤维比率均大于海拔600 m和海拔900 m;海拔高度对人工林毛竹材纤维形态影响极显著;随着海拔高度的增加,毛竹材的热水抽出物含量、苯-醇抽出物含量、Klason木素含量及灰分含量均呈增大趋势,1%NaOH抽出物含量、纤维素含量及pH值均呈减小趋势。海拔300 m的毛竹材最适宜用作纸浆材。     

竹材纤维增强材料的特性

着重考察不同竹龄、不同部位毛竹(Phgllochysheterocyclavar.pubscense)竹材剪切强度、抗弯强度和弹性模量的差异,并用电子扫描镜观测断面破坏特征。结果表明:竹材具有明显的纤维增强材料特性,采用纤维增强材料相关的标准进行测试是可行的;不同竹龄的竹材力学性能的变化是由纤维的成熟度引起;竹材力学性能与维管束呈正相关关系,竹材纵向力学性能的差异主要是单位面积维管束的数目差异引起;竹材径向力学性能的差异是由维管束分布和组织构造不同引起;竹材抗弯破坏主要发生在细胞壁的胞间层,破坏特征为单根维管束拔出型;竹材剪切破坏主要发生在次生壁并横穿细胞壁,破坏特征为维管束呈簇状拔出型,并且纤维束从基体中拔出后的表面具有明显的破坏迹象。     

浙江速生杉木物理力学性质的研究

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，静力弯曲弹性量８．５ＧＰａ。     

WAB—8901木材胶粘剂的研制

用脱脂小叶锦鸡儿种子粕，加入改性剂和增强剂，制成一种新型ＷＡＢ-８９０１木材胶粘剂。经测定，该胶粘剂的ｐＨ值１３、固体含量２７．２％、固化时间１５０ｓ、粘度１０２ｓ、胶合强度１．８ＭＰａ。用该胶粘剂压制的胶合板，其胶合强度和含水率分别为１．７６ＭＰａ和５．１９％。     

纤维编织网增强水泥基复合材料粘结性能研究

纤维编织网与水泥基材料之间的粘结强度决定二者能否协调工作,进而影响纤维编织网水泥基复合材料的力学性能。本研究针对该复合材料进行了拉拔试验,并利用ABAQUS模拟其拉拔行为,描述试件及纤维在拉拔过程中的应力分布,探讨纤维束埋置长度、水泥基体强度和自密实性以及纬向纤维束对其粘结性能的影响。研究表明:模拟结果与试验数据吻合良好。极限拉拔力随纤维束埋长的增加而增大;提高基体强度和自密实性有利于改善纤维编织网与水泥基材料之间的粘结性能;在埋长区设置纬向纤维有利于发挥经、纬向纤维的协同作用,在一定程度上提高极限拉拔力。     

毛竹材径向篾抗拉和抗弯性能研究

  目的  目前对于径向竹篾的相关研究较少,且未有竹节对径向竹篾性能影响方面的研究。研究随高度变化径向竹篾的结构特征、抗弯和抗拉性能变化规律,以及竹节对其力学性能的影响,可为径向竹篾在竹木复合集装箱底板应用中的结构设计和工艺优化提供理论依据以及技术参考。  方法  采用4年生不同高度毛竹制备的径向竹篾,分析不同高度等级的径向竹篾尺寸大小、通直度和竹节等结构特征,并研究其抗拉和抗弯性能随竹筒高度的变化规律以及竹节的影响。  结果  由地面向上沿竹竿方向,上部径向竹篾的结构规整度最差,中部竹篾的通直度高且两端厚度偏差小,下部竹篾的竹节数最多。径向竹篾的抗拉强度和弹性模量随高度的增加而逐渐增大,抗弯强度和模量随高度的增加呈先减小后增加趋势。竹节影响径向竹篾的力学强度,虽然使上、中、下部径向竹篾的抗拉强度分别降低了28.9%、28.4%和10.5%,但却使上、中、下部径向竹篾的抗弯强度分别提高了27.8%、26%和42.4%,这极大提升了集装箱底板的多点负载和抗变形能力。  结论  中部径向竹篾厚度偏差小,通直度高于上、下部竹篾。随高度方向的增加,径向竹篾的抗拉性能逐渐增强,抗弯性能先减小后增大。竹节会影响径向竹篾的结构规整度,虽会降低其抗拉性能,但却能提高其抗弯性能。      

表面强化刨切薄板拉伸、弯曲性能

以黑龙江产大青杨刨切薄板为研究对象,用常温水浸泡至饱水状态,不经热软化预处理即进行横纹压缩强化,通过160、180℃高温定型处理1～24 h,分析横纹压缩强化前、后木材的拉伸、弯曲性能的变化,探讨此方法强化木材薄板的可行性和有待改进、完善之处。结果表明:与未压缩强化素材相比,木材的拉伸强度和拉伸弹性模量均有较大幅度提高;弯曲弹性模量随着热处理时间的增加而下降;弯曲强度和断裂应力有所降低;最大应力时应变平均值、断裂应力时应变平均值都随着热处理时间的增加而下降。     

甘蔗叶拉伸特性研究

利用电子万能材料试验机测定收获后甘蔗叶叶鞘、叶脉中部、叶脉下部、叶薄片中部、叶薄片下部的拉伸力学特性。结果表明:在选择的5个部位的试样中,甘蔗叶叶脉的弹性模量、抗拉强度最大,抵抗弹性变形的能力最强,可为甘蔗叶集捆机、收获机、加工粉碎机的设计提供参考,有助于甘蔗叶的开发利用。     

小麦茎秆弯曲特性与密度间的关系研究

[目的]研究小麦茎秆弯曲特性与密度间的关系。[方法]测定郑麦9023和豫麦25茎秆基部第二节问的弹性模量、弯曲强度、抗弯刚度、密度及含水率。[结果]结果表明，在小麦灌浆期，茎秆基部弹性模量、惯性矩、抗弯刚度及密度在品种间存在显著差异（P〈0．05），弯曲强度及含水率在品种间无显著差异（P〉O．05）；且其基部第二节间的弹性模量、弯曲强度、抗弯刚度与密度成正相关关系，与含水率成负相关关系。[结论]该研究结果为小麦的高产栽培、抗倒伏研究提供了参考依据。     

白桦材12个弹性常数的研究

该文结合木材的正交各向异性特征论述了木材的柔度系数与其工程弹性常数的关系 ,并采用电测法测试了白桦木材的 1 2个弹性常数 .试验结果表明 ,木材作为多孔性材料 ,粘贴应变片时 ,涂胶量不能过多或过少 .涂胶量过多则胶层太厚影响应变片性能 ;过少则粘贴不牢 ,不能准确传递应变 .木材作为正交各向异性材料 ,弹性常数间存在一定的相互联系 ,满足马克斯韦尔定理 ,该试验测定的试验数据基本满足这些联系 .从数据结果的检测来看 ,白桦弹性常数的测量是准确可靠的 ,证明电测法这一测试手段可行 .就剪切弹性模量的测试结果看 ,抗弯弹性模量的倒数与高和跨度之比的平方的线性回归相关系数较高 ,均大于 0 95 .这说明应用三点弯曲试验方法测试的剪切弹性模量值是可靠的     

热处理对纤维化竹单板表面性能和微力学性能的影响

以炭化炉处理的毛竹纤维化单板为原料,系统地研究了不同热处理温度对纤维化竹单板的表面性能和微力学性能影响。结果显示,随着热处理温度的升高,纤维化竹单板的质量损失率增加,表面颜色加深,p H值和缓冲容量降低。热处理后纤维化竹单板的半纤维素降解,导致其综纤维素和α-纤维素质量分数分别降低了20.15%、35.94%,冷、热水抽提物和木质素相对质量分数分别增加了20.15%、27.39%和43.56%。傅立叶变换红外光谱和X射线光电子能谱分析结果进一步证明了半纤维素发生降解,多糖质量分数降低,木质素相对质量分数增加。微力学性能测试结果显示,热处理后纤维细胞和薄壁细胞的细胞壁弹性模量变化不显著,薄壁细胞的硬度增加了48.84%,使材料的硬度显著增加。     

碳酸钙原位沉积对单根竹纤维拉伸性能的影响

采用离子溶液原位反应法,研究了不同反应温度下碳酸钙在竹纤维上的沉积情况及其对单根竹纤维拉伸性能的影响。结果表明:温度对附着在竹纤维表面的碳酸钙晶粒尺寸及形貌有明显影响,随着温度的升高,碳酸钙由分散性较好的不规则四面体单晶逐渐团聚生长为球形或椭球形;25℃下碳酸钙粒径较均匀,附着量最高,纳米碳酸钙颗粒填充了纤维上的微孔。所有附着碳酸钙的单根竹纤维拉伸性能均有所改善,这可能与填充的碳酸钙颗粒承受纤维孔隙传递的应力有关。CaCO3沉积情况对竹单根纤维力学性能的影响显著,25℃条件下改性慈竹纤维的拉伸强度和弹性模量最高,与未改性纤维相比,分别提高了30.50%和32.71%。