重组木微观力学模型及刚度参数分析方法探讨

以复合材料力学的微观力学分析方法为基础，在横观各向同性假设下，建立了重组木的材料力学与弹性力学分析的力学模型。由该模型，综合复合材料力学的理论，预测重组木的纵、横向弹性模量，泊松比，纵横向剪切弹性模量，给出材料力学分析的具体公式。     

重组木复合刨花板弹性模量求解方法研究

以重组木复合刨花板微观力学的力学模型为基础。应用材料力学复合梁理论，推导出重组木复合刨花板纵向弹性模量的求解方法。确定了重组木复合刨花板的力学性质，经分析研究。只需在刨花表层铺装２０％￣３０％的重组木。复合材料度就可以提高一倍以上，并提高了刨花板的表面加工性能。本文提供的复合模式对其它复合材也有借鉴作用。     

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。     

定向刨花板弹性模量微观力学理论求解方法探讨

以复合材料力学为基础，建立了定向刨反的微观力学模型，并应用概念设计理论求了定向刨花板主方向的弹性模量，解决了定篙 刨花板弹性模量的理论求解问题。同时时间接地论证了理论推导的结果。尝度将现代设计方法和微观力学理论应用于人造析牟学性能分析和研究中，以推动定向刨花板的计算机仿真工作的开发。文邮的理论和方法还可以求解不同树种在不同比例下定向刨花板的弹性模量，从而可以按不同强度要求，不同树种配比和最佳定向中     

蓝变重组木的物理力学性能与胶合界面荧光显微分析

为考查蓝变杨木重组木与普通重组木性能的差异,以蓝变杨木制备的重组木端部材(LD)、蓝变中部材(LM)、普通杨木制备的重组木端部材(PD)、普通中部材(PZ)4组重组木为研究对象,分析了4组重组木的平均密度、静曲强度、弹性模量和内结合强度的差异,并采用荧光显微探讨了重组木性能差异的微观机制。实验结果表明:蓝变杨木重组木的密度比普通重组木大,静曲强度、弹性模量和内结合强度比普通杨木重组木表现略好。4组重组木的平均密度、静曲强度、弹性模量和内结合强度从大到小均依次为LM、LD、PZ、PD。荧光分析表明:蓝变杨木重组木中胶的分布更广,胶层面积更大,最大的组是LM,为75 999.02μm2;最小的是PD组,为41 288.39μm2。重组木性能差异受胶层合界面微观分布的影响。     

亚微米木基生物弹性材料医用夹板弹性模量研究和建模分析

选用亚微米级刨花作为研究对象,结合现代医用夹板设计理论,采用将亚微米刨花压缩的方法制作异型医用夹板,与传统医用夹板相比较从微观结构研究亚微米木基生物弹性材料医用夹板的特性。以微观角度探索亚微米木基生物弹性材料医用夹板的形成机理,通过研究木纤维横截面的微观结构特征并提出提高医用夹板柔韧性的方法,采用微米级的切削厚度破坏木材微观结构的六棱形形态,构造出新型的具备高柔韧性的亚微米木基生物弹性材料医用夹板。通过对落叶松及毛白杨2种树种的刨切试验以及模压医用夹板试件的制作,得出模压医用夹板的刨花最优尺寸。对新型医用夹板弹性模量的理论分析,引入在模压医用夹板受到外力之后应力应变存在的关系式,对平面内的弹性模量进行积分,求出其理论弹性模量,并得出理论上定向铺装的亚微米刨花板的弹性模量在其主方向上5倍于普通亚微米刨花板的结论。通过研究模压医用夹板弹性模量提高的原因,给出影响模压医用夹板弹性模量除亚微米刨花的大小、密度、施胶量、胶合是否严密以外的其他影响因素,引入微观结构孔穴比系数、亚微米木基生物弹性材料医用夹板的压缩程度系数、亚微米木基生物弹性材料医用夹板与胶料的胶合系数以及亚微米木基生物弹性材料医用夹板的不直系数,并将对其强度产生影响的相关系数代入计算公式,推导出亚微米木基生物弹性材料医用夹板弹性模量的力学表达式。提出亚微米木基生物弹性材料医用夹板的压缩量也会影响模压医用夹板强度的观点,通过代入公式得出模压后亚微米木基生物弹性材料医用夹板的密度对模压医用夹板强度的影响。     

冻材主方向弹性模量微观力学求解理论

采用复合材料力学的微观力学理论,在横观各向同性的假设下,提出了一种计算冻材主方向弹性模量的理论求解方法。应用提出的理论,可以根据纤维素、木质素、细胞直径和冻结的程度。求出冻结状态下木材的主方向弹性模量。为木材力学中的冻材分析提出了一个新的解决方法,并且可以定量解释木材冻结后硬度与弹性模量提高的原因。     

重组木与重组竹抗弯性能的比较

以杨木和毛竹为原料,制造了重组木和重组竹。对重组木和重组竹的抗弯弹性模量(MOE)和静曲强度(MOR)进行测试和分析。结果表明:密度在0.7g/cm3以上时,重组竹的抗弯弹性模量比重组木的性能好,弹性模量与密度呈线性相关;重组竹和重组木的静曲强度与密度间呈二次相关,重组竹密度在0.8g/cm3以下时,其静曲强度比重组木略低,密度在0.8g/cm3以上时,重组竹的静曲强度比重组竹的略高。将重组竹在低密度下的高弹性模量与杨木相对较高的静曲强度相结合,制造的木竹重组材可以制造出轻质高强的新型结构材料。     

辐射松重组木密度对其孔隙率和性能的影响

为高值化利用人工林速生材辐射松Pinus radiata,采用高性能重组木制造技术,制备了不同密度的辐射松重组木,并探讨了密度对其孔隙率、耐水性以及力学强度的影响规律。结果表明:辐射松素材的孔隙率约为68.00%;重组木的孔隙率随密度增大呈线性下降,低至2.11%。随密度增大,重组木的耐水性和力学强度均呈升高趋势;当密度从0.80 g·cm-3增加到1.39 g·cm-3,吸水厚度膨胀率和吸水率分别下降了21.55%和76.88%,弹性模量和水平剪切强度分别提高了116.47%和86.29%。     

铝-木复合材料抗弯性能预测与分析

将铝合金薄板和定向刨花板(OSB)以层叠方式复合得到新型铝-木复合材料(WAC),对不同组坯的铝-木复合材料抗弯性能进行研究,通过三点弯曲加载试验得到铝-木复合材料弯曲破坏形式和抗弯弹性模量,运用经典层合理论建立抗弯弹性模量预测模型,并进行验证。结果表明:将铝合金薄板叠加在最外层的铝-木复合材料结构荷载能力有很大提高,并且纵向弹性模量(MOE)提高了156.55%,横向弹性模量提高了192.79%。考虑胶层影响,在经典层合模型的基础上对铝-木复合材料的弹性模量进行预测,所得预测值和试验值之间相对误差在10%以内。可见经典层合模型可以很好预测铝-木复合材料的弹性模量,铝-木复合材料有着良好的抗弯性能,将铝合金薄板叠加在最外层的结构是最为合理的。     

铜唑防腐剂对杨木重组木防腐性能及物理力学性能的影响

  目的   探讨铜唑（CuAz）防腐剂对重组木化学组分、防腐性能和物理力学性能的影响,以提高重组木的户外耐久性。  方法   采用水溶性CuAz防腐剂对杨木纤维化单板进行常压和真空浸渍处理,以酚醛胶为胶黏剂压制防腐重组木。  结果   CuAz防腐剂能进入导管、木射线和纤维等细胞的细胞腔和细胞壁中,并与细胞壁的半纤维素和木质素发生络合反应。经过白腐采绒革盖菌Coriolus versicolor和褐腐密黏褶菌Gloeophyllum trabeum 12周侵蚀,防腐重组木的质量损失率均小于10%,达到强耐腐等级。防腐重组木的吸水率、吸水厚度膨胀率和吸水宽度膨胀率均低于未经防腐处理的重组木。同时,防腐重组木的弹性模量和水平剪切强度优于未经防腐处理的重组木,但静曲强度相比对照组有所降低。  结论   CuAz防腐剂处理重组木,可提高重组木耐腐性能,改善其物理力学性能。     

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。     

材料理论硬度与键合性质的关系研究

以往的研究表明材料硬度与键合性质之间有密切的联系,但材料硬度和晶体体弹模量（B）、剪切模量（G）之间的联系不存在一一对应关系.基于密度泛函理论,在广义梯度近似的计算条件下得到了多种典型晶体材料的结构参数和弹性模量参数,将参数代入Simunek A.理论小组的理论硬度计算模型可获得晶体的理论硬度值.通过分析晶体的硬度值与体弹模量（B）、剪切模量（G）之间的关系,认为“难压缩”并不等同于“高硬度”;通过对晶体键密度和键布居等成键电子结构信息的分析,改进了Simunek理论小组硬度计算模型中一个参数的获取方法,使计算结果更具合理性;通过定性分析认为拥有强的共价键和三维立体空间结构是晶体具有高硬度的典型特征,为今后新型超硬材料的理论研究和实验合成提供重要参考.     

均布载荷辗压重组木坯料的强度准则建立初探

采用横观各向同性假设，对均布载荷辗压方式下，重组木网状坯料的形成静力学强度准则进行了初步探讨。重组木的坯料要求将间伐材等沿径向与切向压溃，而纵向纤维不断。因此，必须准确地确定加压数值。本文以复合材料力学建立判据。其分析结果将高于传统木材力学的分析方法。     

苎麻茎秆轴向压缩力学试验与分析

采用复合材料力学弹性参数测试的试验方法,利用WDW 10微机控制电子万能试验机对苎麻木质部和茎秆整体的整秆进行了轴向压缩力学特性的研究。试验结果表明：中苎一号品种苎麻木质部整秆的轴向压缩弹性模量平均值为241.93 MPa,最大抗压强度平均值为12.61 MPa,茎秆整秆的轴向压缩弹性模量平均值为304.85 MPa,最大抗压强度平均值为12.58 MPa;木质部和茎秆整体的弹性模量和抗压强度没有显著差异,茎秆复合中木质部和韧皮部靠自身粘附力在表层粘结,其粘附力不能阻止韧皮部沿木质部表层滑移,在压缩试验中,表现更多为木质部的承载作用。     

基于FEA方法的车辆悬架试验台弹性力学模型求解

考虑到整车质量、轴荷转移以及动载冲击,引入等效载荷作为悬架试验台载荷边界条件设置的基本依据,基于线弹性力学理论建立车辆悬架试验台应力应变场分析模型;提出以13节点空间单元作为网格划分的基本单元,采用有限元分析(FEA)求解该模型的数值方法.又在CATIA软件中实现该系统三维虚拟装配建模,进而在ANSYS/Workbench软件平台上得到该系统装配体强刚度分析结果.为悬架理论的实验验证提供了技术基础.     

小麦茎秆截面椭圆化影响因素研究

以郑麦9023为材料,在小麦灌浆期测试第2节间去鞘茎秆的弯曲强度,并对测试数据进行了回归分析;建立了小麦茎秆模型,利用力学理论分析了小麦茎秆截面椭圆化的影响因素。理论分析、试验测试结果一致表明,壁厚与外径比值越大,弹性模量越大,小麦茎秆截面越不易椭圆化。因此,提高茎秆节间的弹性模量,增大壁厚与外径比值,可以增强抗倒伏能力,避免小麦茎秆弯折倒伏。