基于数字散斑相关方法的竹材变形特性

利用数字散斑相关方法(DSCM)测定5个竹龄的竹材顺纹抗拉弹性模量,并实时拍摄竹材拉伸和压缩过程中的位移变化,得出竹材抗拉和抗压试样的应变场。结果表明:从竹青至竹黄,顺纹抗拉弹性模量大致呈减小的趋势;随着竹龄的增大,顺纹抗拉弹性模量逐渐增加。竹材破坏过程复杂且能够直观地反映破坏的全过程,与人们肉眼观察相比,DSCM可提前反映试样状态并预见试样的破坏点。     

混合组坯对杨木单板层积材弹性常数及力学性能的影响

单板层积材具有结构均匀、强度高等优点,材料、结构、制造工艺等差异对其性能影响显著。以13层22 mm厚全顺纹、2层及3层横纹其余顺纹混合组坯的杨木单板层积材为对象,通过电测法、三点弯曲及拉伸实验,对其主要弹性常数及力学性能参数进行测试,得出以下结论:1)随着横纹层数的增加,顺纹方向的弹性模量下降,横纹方向的弹性模量增加,层积方向的弹性模量先减小后增加,单板层积材的各向异性降低;2)随着横纹层数的增加,静曲强度减小,变异性逐渐增大,进行结构设计时需更多考虑材料的性能稳定性;3)组坯方式对LVL抗拉强度的影响不大,适当增加横纹层板可提高抗拉强度;4)组坯方式对泊松比的影响较大,随着横纹层数的增加,泊松比总体降低,采用纵横混合式组坯可能有利于抵抗由拉、压载荷所造成的材料变形。     

重组竹燃烧后的顺纹抗压性能检测

为探究重组竹燃烧后的抗压性能,在不同受火方式下燃烧不同时间,测试燃烧后试件的炭化深度和顺纹抗压强度。结果表明:随着受火面积增加、受火时间延长,试件的炭化层加深、质量损失率增大,顺纹抗压强度逐渐降低,但在燃烧45 min时,重组竹仍能保持44 MPa的顺纹抗压强度;四面受火比三面受火试件的顺纹抗压强度损失量大。     

现代胶合竹的超声波检测与轴压强度的试验研究与分析

胶合竹材料作为一种竹材深加工产品,具有强度高、性能稳定、适宜工业化生产加工等特点。为深入研究胶合竹材料的力学性能,对7组共70个基材叠合方向、试件长度不同的胶合竹清材小试件进行了超声波波速检测和轴心抗压强度试验。试验结果显示,胶合竹材料具有较高强度,破坏以试件基材破坏而非胶层剥离为主。胶合基材的叠层方向对超声波速和刚度、轴压强度影响较大,超声波速与强度、弹性模量具有一定相关性,因此可以基于超声波波速指标对胶合竹试件的强度和弹性模量进行无损检测。通过各试件的抗压强度曲线可以发现,顺纹抗压试件的强度明显高于2类横纹抗压试件,后者在试验后期仍可产生获得强度提升,3类试件都具有较大的塑性变形能力,3类试件不同的力学特性可以使其应用于不同的场景。     

谈发展横纹胶合板的前景

国家标准738—75中关于阔叶树材胶合极分类中规定“胶合板表板的木材纹理方向,与胶合板的长向平行的,称为顺纹胶合板,与胶合板的宽向平行的,称为横纹胶合板”。我国近190个胶合板生产企业年产的77万立米的胶合板产品中,几乎均为顺纹胶合板,此类胶合板早已被消费者所接受,生产企业也由于顺纹胶合板锯口少、生产效率高、产量大而热衷于生产。横纹胶合板则由     

落叶松胶合木构件横纹受压性能试验研究

为研究落叶松胶合木构件横纹受压性能,选取落叶松为原材料制作胶合木试件,测定落叶松胶合木试件密度、含水率,进行横纹受压性能试验,探讨其破坏模式,并计算横纹抗压强度与横纹抗压弹性模量.试验结果表明:落叶松横纹受压破坏为塑性破坏;密度为0.64 g/cm3的落叶松胶合木构件横纹受压比例极限强度为60.78 MPa;试件含水率为11.3％与12％时的横纹抗压弹性模量分别为:254.8 MPa,245.0 MPa.     

利用孟加拉巴苦竹和龙竹生产竹质集成材

在孟加拉,由于木材资源持续下降,引发了对木材的替代原料的研究兴趣。竹子是一种生长快、可更新、经济实用的材料,是一种极有希望的木材代替品。选择两个当地竹种(巴苦竹和龙竹)研究生产竹质集成材的可行性。分别从巴苦竹和龙竹基部向上的5.4 m和3.6m截取一段竹秆,加工成方形竹块,以加工层积材。采用硼酸,漂白和碳化等防腐处理来处理竹片,以延长集成材的使用寿命。用处理过的竹片分别制成两种不同纹理方向(顺纹和交错纹理)的3层竹板材,其厚度为12 mm。以脲醛胶和聚醋酸乙烯酯作为胶粘剂。与交错纹理相比,用脲醛胶和聚醋酸乙烯酯胶合的顺纹层积材的机械强度(如断裂模数和弹性模数)较高。但用聚醋酸乙烯酯胶合的顺纹层积材的尺寸稳定性较弱。在这2个竹种中,龙竹制成的顺纹层积材性能较好。竹质集成材是一种中高强度的材料,可用作结构单板、组合家具构件、地板和墙板等。然而,需要进一步研究产品在使用期的稳定性和蠕变行为。     

重组竹横纹局部受压承载力试验研究

为了解不同工况下重组竹横纹局部受压的力学性能,对5组不同工况下的重组竹试件进行了横纹局压试验,采用0.5 mm/min的速度加载至试件破坏,得到试件的破坏特征、极限承载力和每组试件的荷载-位移曲线。试验结果表明,重组竹横纹局压极限承载力比较稳定,其变异系数均小于0.1;不同工况对试件的极限承载力和破坏形态有明显影响,承压区周围的围压面越多,其承载力越大。结合已有的木材横纹局压承载力计算方法和试验结果,考虑到重组竹本身硬度较大的特性,将重组竹顺纹和横纹方向的应力扩散长度均取为20 mm,得到了重组竹横纹局压的承载力计算公式,其计算结果均小于每组试件极限承载力的平均值,表明本研究得到的计算公式具有较高可行性。     

鱼鳞云杉TR型裂纹的演化与破坏模式

在环境扫描电子显微镜样品舱内低真空模式下,对鱼鳞云杉木材小试样进行垂直于纹理方向的原位拉伸试验,实时监测TR系统裂纹扩展的全过程.在生长轮层次上,TR裂纹以台阶式生长方式穿过早晚材;在细胞层次上,TR裂纹以劈裂模式在胞间层或接近胞间层处分离细胞.用数字散斑相关方法计算试件在破坏之前的位移场和应变场,定量地展示载荷传递的详细信息,证实具有非均质的木材的微、细结构对其力学性能的影响.结果表明:将环境扫描电子显微镜下的力学试验与数字散斑相关分析相结合的研究方法,可从本质上揭示木材的细、微观力学损伤机制.     

C型木质薄壁结构材的轴压性能

【目的】利用杨木单板制备C型木质薄壁结构材,研究其轴压性能及屈曲变形模式,为新型木质结构材在建筑工程领域的应用提供理论基础。【方法】借鉴冷弯薄壁型钢的截面形式,探讨组坯结构、玻璃纤维布(GFC)、卷边和厚度等因子对C型木质薄壁结构材短柱轴压性能的影响。【结果】顺纹单板组坯结构、表层横纹芯层顺纹单板组坯结构和顺纹横纹交错单板组坯结构的平均极限载荷分别为12.5、14.6和12.97 kN。GFC-杨木单板复合C型木质薄壁结构材试件截面的有效性整体较大,在46.46%~50.21%之间;表层GFC芯层顺纹单板组坯结构与表层横纹芯层顺纹单板组坯结构试件相比,用GFC代替横纹弯曲单板,平均截面面积减少26.90%,质量减少5.17%,而极限载荷提高8.63%。外转角表面贴GFC芯层顺纹单板组坯结构与表层GFC芯层顺纹单板组坯结构相比,极限载荷降低34.17%,且局部屈曲半波发生在翼缘和腹板的中间位置。表层GFC芯层顺纹单板组坯结构、表层GFC芯层顺纹单板组坯卷边宽度25 mm结构和表层GFC芯层顺纹单板组坯卷边宽度50 mm结构,对应实际极限承载力分别为15.86、16.76和18.98 kN。表层GFC芯层顺纹单板组坯卷边宽度50 mm结构与表层GFC芯层加厚顺纹单板组坯卷边宽度50 mm结构相比,芯层杨木单板组坯厚度增加从而截面面积增大52.96%,平均每米质量增加33.33%,极限载荷提高90.31%。【结论】 C型木质薄壁结构材相同层数组坯时,表层横纹芯层顺纹单板组坯结构较顺纹单板组坯结构和顺纹横纹交错单板组坯结构合理,轴向承载性能好;用GFC代替横纹弯曲单板,可增强C型木质薄壁结构材轴向承载性能,表现出塑性破坏模式;仅对C型木质薄壁结构材外转角处表层局部粘贴GFC,不能提高无卷边的C型木质薄壁结构材的轴向承载性能。卷边对C型木质薄壁结构材轴向承载性能有强化作用,在0~50 mm卷边宽度范围内,试件轴向承载性能随卷边尺寸增大而增大。C型木质薄壁结构材芯层顺纹单板总厚度增加,C型材试件轴向承载能力也随着提高。