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.     

竹质工程材料的力学性能试验研究

重组竹与竹集成材是两种应用较为广泛的竹质工程材料,对其力学性能的研究有助于扩展其在工程上的应用。本研究对重组竹和竹集成材进行了抗弯和抗压力学性能试验,分别得到了它们的抗弯弹性模量、抗弯强度、抗压弹性模量和抗压强度,并分析了两种竹质工程材料的不同破坏情况。试验结果表明:重组竹的抗弯和抗压力学性能要优于竹集成材;重组竹抗弯破坏表现为脆性破坏,竹集成材则表现出一定的延性特性;竹材的力学性能与其本身材料性能和胶合面的力学性能有关。     

落叶松胶合木顺纹受压应力-应变关系研究

为探讨落叶松胶合木柱顺纹受压性能,对两组不同尺寸的落叶松胶合木柱单轴受压试验研究,分析了胶合木柱轴心受压的破坏形态和破坏机理,得到该批落叶松胶合木抗压弹性模量为14.01 GPa,抗压强度为45.98 MPa,比例极限强度为(0.55~0.70)σL,并给出了应力-应变关系本构方程及相关经验参数。     

落叶松胶合木力学性能试验研究

落叶松胶合木是一种对其锯材进行加工形成的工程复合材,为研究其基本力学性能和工程适用性,对落叶松木材试件进行抗拉、抗压及抗弯等试验研究,分析了其破坏形态及机理,得到了落叶松胶合木的抗拉、抗压和抗弯强度及弹性模量。结果表明:落叶松胶合木抗压和抗弯试件经历了弹性、弹塑性和破坏3个阶段,表现为塑性破坏;抗拉试件没有明显的屈服阶段,表现为脆性破坏。基于试验结果和理论分析,结合木结构相关设计标准,提出了落叶松胶合木设计建议值,为实际工程应用提供参考。     

老化和饱水处理对重组竹抗压性能的影响

为探究老化、纤维饱水以及加载方向对重组竹抗压性能及应力-应变关系的影响,对气干、老化和纤维饱水3种状态的9组重组竹试件进行了顺纹、宽度和厚度方向的压缩试验,分析其破坏模式、弹性模量、屈服应力、极限应力和极限应变等力学性能,并在Ramberg-Osgood(R-O)模型中引入状态系数k以反馈重组竹在气干、老化、纤维饱水3种状态下压缩应力-应变关系的差异。结果表明：重组竹顺纹压缩试件包含Y形破坏和对角剪切破坏2种破坏模式,厚度和宽度方向压缩试件均表现为压溃破坏;老化和纤维饱水处理会加剧其破坏。重组竹在不同方向上的压缩力学性能存在明显差异,宽度方向的压缩弹性模量和屈服应力比厚度方向高,而极限应力和极限应变则低于后者;老化和纤维饱水处理会显著降低重组竹的压缩弹性模量、屈服应力和极限应力。改进的R-O模型能准确反映重组竹在不同加载方向、不同状态下的压缩应力-应变关系,可用于后续的重组竹结构数值模拟分析。     

正交胶合木抗压承载力试验研究

为获得正交胶合木（CLT）截面的综合抗压性能，对由云杉-松-冷杉（SPF）制成的CLT试件进行抗压试验，并基于复合层板理论计算CLT的抗压强度、泊松比及弹性模量等，旨在为CLT力学性能测试提供参考。制作了9个尺寸相同的CLT试件进行轴心受压试验，分析其极限承载力、纵向应变、横向应变、泊松比等的变化规律；依据《木结构设计标准》预测试件的理论承载力并辅以有限元验证。结果表明：荷载-轴向位移试验曲线呈典型的二折线特征，轴压力下试件分别经历了弹性和弹塑性阶段直至试件破坏；经换算得到的SPF等效弹性模量为10 011.57 MPa，抗压强度为35.16 MPa，泊松比为0.39，理论计算值与试验值较为吻合；弹性段有限元模拟结果与试验值吻合良好。     

碳纤维增强聚合物 重组竹复合材的弯曲力学性能

重组竹已广泛应用于室内高档装饰、园林景观、室外防腐地板等领域,但重组竹的弹性模量比较小,为钢材的1/7~1/5,应用于建筑领域时难以充分发挥其自身高强度的特性。针对重组竹刚度较小的问题,提出一种重组竹板和碳纤维增强聚合物(CFRP)厚板嵌合粘接的新型重组竹复合材料,采用三点弯曲试验和有限元仿真方法,对CFRP 重组竹复合试件的失效模式、荷载 位移关系、应变曲线、胶层界面剥离影响等进行了研究。结果表明:重组竹试件失效模式是跨中位置处拉伸区域竹纤维断裂,且出现若干水平分层破坏,CFRP 重组竹复合试件的失效模式是CFRP与重组竹层间胶层出现大面积剥离;CFRP 重组竹复合试件的变形过程分为线弹性阶段和界面破坏阶段;CFRP可以明显提高重组竹梁的弹性模量和静曲强度,复合试件弹性模量是重组竹试件的2.33~2.94倍,静曲强度是重组竹试件的1.49~1.58倍;胶层界面剥离是CFRP 重组竹复合试件失效的重要因素,胶层界面剥离对复合试件的应变分布和挠度都有较大影响,完全剥离后试件的挠度是未剥离时的3.09倍。     

深冷处理对竹层积材剪切强度及力学性能的影响

为开发超低温条件下的竹质复合材料,本研究探讨了竹层积材在深冷状态下的胶合强度稳定性及力学性能变化规律,以漂白和炭化毛竹竹片为原料,采用落叶松树皮粉和尿素改性的酚醛胶,以青面对青面胶合与黄面对黄面胶合的两种组坯方式制备双层竹层积材。研究竹层积材经-196℃的液氮处理前后的胶合剪切强度、静曲强度和弹性模量的变化。结果表明:经过深冷处理后,竹层积材的胶合剪切强度、静曲强度和弹性模量均有不同幅度的上升,上升幅度分别为9%~34%、3.6%~6.8%、3.6%~7.9%,表明竹层积材在超低温条件下具有较好的应用前景。     

胶合竹植筋节点抗拔性能影响因素

胶合竹家具,如落地衣架和落地灯,存在着主杆节点的强度不足和美观度不佳等问题。植筋连接技术被广泛认为可以显著提升竹木构件节点的抗拔性能,而且由于其内置的特性,不会影响外形美观。尽管胶合竹植筋连接技术在建筑领域的方形梁柱节点中得到了广泛应用,但本研究旨在将这一技术应用于产品领域的胶合竹家具圆杆节点。在改变胶合竹植筋节点的形状后,需要通过试验分析来确定各项合理化设计参数,以提升节点的抗拔性能。选取胶合竹植筋圆杆为研究对象,以植筋边距、胶层厚度、植筋长径比等因素为研究变量。采用拉-拉模式进行抗拔性能试验,记录试件破坏模式和节点极限荷载。在试验过程中,出现胶合竹劈裂破坏、植筋拔出破坏和植筋屈服破坏3种破坏模式。研究结果表明：为防止胶合竹劈裂破坏,胶合竹与植筋直径之比应不小于8;节点极限荷载受胶层厚度影响显著,但胶层厚度不宜过大,当植筋直径为4 mm时,胶层厚度可设置为1.0～1.5 mm;节点极限荷载随着植筋长径比增加而提高,对于直径为4和8 mm的植筋杆,屈服破坏的临界植筋长径比均可取为15。基于试验结果,本研究提出了胶合竹植筋节点极限荷载预测方程,计算值与试验值较为接近。     

五金接合形式对竹集成材家具角部接合性能的影响

探索竹集成家具五金角接合处的接合性能特点以改善竹集成材家具角部五金接合,测试与比较竹集成材家具角部常用的四类五金接合形式的接合性能。结果表明:1)螺钉类与螺栓类的接合强度较高,但螺栓类破坏相对较少且能够多次拆装,分析可知螺栓类角接合性能相对较好;2)在螺栓类与不同类型预埋螺母配合时,存在预埋螺母易于拔出的问题,特别是尼龙胶塞,发现嵌入竹集成材板件困难的,抗拔力小,更易拔出;3)竹集成材家具角部在同一种五金角接合形式下的抗拉强度明显大于抗压强度,抗拉弯矩明显大于抗压弯矩,说明竹集成材家具角部在受到内向压力时比受外向拉力时更容易发生破坏。     

竹质工程材弹性模量检测方法

对竹质工程材弹性摸量无损检测方法初步探索,采用超声波法和冲击回波法检测竹质工程材动弹性模量,对比静态荷栽法所测静弹性模量,分析动、静弹性模量的相关性和配对试件的差值。实验发现：所测动弹性模量均高于静弹性模量,且具有较显著的线性相关性;超声波法相比冲击回波法,其动弹性模量与静弹性模量有较好的线性相关性,且差均值较小。研究表明：超声波法较冲击回波法更能有效检测竹质工程材弹性模量。     

大跨度竹质方梁的制备与抗弯性能研究

为了探究木质材料在大型建筑应用的可行性,以竹材为原料,利用层积热压组坯的方式制备长度为3 m和6 m的竹质方梁,对其进行四点抗弯测试,观察其在测试过程中的弯曲变形及破坏特征,分析弹性模量、静曲强度,根据其破坏形式分析竹质方梁结构及组坯方式对其抗弯性能的影响。结果表明:6 m竹质方梁弹性模量达10 261.24 MPa,跨中竖向位移至86.97 mm而不破坏;3 m竹质方梁静曲强度达85.51 MPa。竹质方梁破坏均出现在弯曲的受拉面,且裂纹通过竹节处、胶合界面以及竹纤维排布方向蔓延,这与竹材本身结构特性有关。通过对3 m和6 m竹质方梁抗弯实验及分析,以期为竹质方梁在大跨度下的应用提供数据支撑。     

竹节对竹材抗压力学性能影响的试验研究

以毛竹为对象,对竹材抗压性能进行研究,分析了无竹节、单竹节及双竹节对竹材抗压弹性模量、竹材横纹抗压强度、顺纹抗压强度的影响。试验结果表明:抗压弹性模量与含水率成反比,即含水率越高,抗压弹性模量越小;抗压弹性模量与竹节数成正比,按照无竹节、单竹节及双竹节试测出抗压弹性模量均值分别为12.66 GPa、13.673 GPa、14.087 GPa。对于横纹抗压,竹节能较大的提升竹材的承载性能,单竹节及双竹节较无竹节在强度上有1.30及2.333倍增加;对于顺纹抗压,竹节对提升竹材承载性能有一定影响,但幅度不够明显;通过显著性检验可知竹材有无竹节对横纹抗压强度有显著性影响,竹节对竹材顺纹抗压强度的影响在90%的置信区间上存在显著相关。     

竹帘胶合板抗压强度的研究

以日本结构胶合板标准为检测依据，采用二次正交旋转组合设计为数学模型，系统地研究了涂胶量、增强剂和热压工艺对竹帘板顺纹、横纹、斜纹抗压强度以及密度四个指标的非线性影响，并得出了回归方程。研究结果表明：竹材自身的强度优势在竹帘板顺纹抗压时能够充分体现，而横纹、斜纹抗压强度相对受胶合性能和竹片单板的结构影响较大。三个方向的抗压强度都不同幅度地超过了日本结构胶合板标准中Ａ级品的指标。     

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。     

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。     

侧压型竹层板用竹条分级研究

按照GB/T 17657—2022《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》中的三点弯曲法,先测试竹条径向两面(近竹青面和近竹黄面)各节间和节部的抗弯弹性模量,然后将试件从宽度方向一分为二,测试其各对应位置的弦向抗弯弹性模量和静曲强度。探讨竹条节间中心位置不同方向的弹性模量相互之间及其与弦向静曲强度之间的关系,并建立相应的数学模型;分析竹节对竹条弹性模量的影响,确定侧压型竹层板用竹条的实用分级方法;按中间点径向抗弯弹性模量对竹条进行分级,并测试其弦向静曲强度,分析竹条分级的可靠性;将不同等级的竹条分别制备侧压型竹层板试件,测试其静曲强度和抗弯弹性模量,验证竹条分级的有效性。结果表明：通过测量竹条节间径向两面抗弯弹性模量并计算其平均值,可以较准确地推测其弦向抗弯弹性模量值;通过测试竹条某节间径向两面抗弯弹性模量的平均值,可以很好地预测该部位的弦向静曲强度;仅测量竹条中间点(无论是节间还是节部)的径向抗弯弹性模量就能较好地推测出整根竹条的弦向抗弯弹性模量;采用竹条中间点径向抗弯弹性模量分等可以对竹条(弦向静曲强度)进行有效分级;按竹条中间部位的径向抗弯弹性模量对竹条进行分级,其侧压型竹层板的分...     

锯材/单板层积材混合正交胶合木力学性能研究

为改善正交胶合木(Cross laminated lumber,CLT)的力学性能,将加拿大云杉-松-冷杉规格材和单板层积材按照不同结构进行混合组坯,形成3种不同结构的混合结构CLT,并对CLT试件进行弯曲和剪切力学性能测试,观察试件破坏形式。试验结果表明,芯层(横向层)剪切破坏是CLT梁试件弯曲破坏的主要、关键形式,单板层积材(Laminated Veneer Lumber,LVL)显示了较低的横纹剪切性能;将LVL置于表层,能较大地改善CLT材料的力学性能,其顺纹抗弯弹性模量比普通结构CLT值提高17.6%,将LVL置于芯层(横向层),SPF作为表层形成的混合CLT材料力学性能低于普通结构CLT性能。     

竹材薄层夹板

竹材薄层夹板竹材薄层夹板是由至少３层旋切原竹制成的竹材薄层层叠胶合而组成。相邻竹材薄层的竹纤维方向相互交叉，强度强，抗拉抗压性能好，可以取代各种竹材板、木材板使用。竹材薄层夹板...     

夹具与槽口距离对胶合板强度测定结果的影响

通过试验,研究了胶合板胶合强度检测试验中夹具与试件槽口的距离对胶合板胶合强度的影响.结果表明,当夹具与槽口的距离在0～40 mm内时,距离值与胶合强度检测值呈一定的线性相关.距离在0～15 mm区间,胶合强度随距离增大呈现增加的趋势,之后则逐步减小.相距15 mm时板的胶合强度最大(1.71 MPa),距离为40 mm时胶合强度最小(1.11 MPa).方差分析的结果表明,夹具与试件槽口的距离对胶合强度检测结果有显著的影响.