竹材在压缩大变形下的力学行为Ⅱ.微观变形特征

以毛竹小试件为对象,使用显微加栽装置研究了竹材在三个方向的压缩大变形下微观结构的变化特征。研究表明,竹材在径向受压和弦向受压时具有相同的屈服极限,这主要取决于薄壁基本组织在横向具有相同的屈服行为。由于竹材基本组织是传递荷栽的优良基体,竹壁在径向压缩和弦向压缩下具有相同的宏观力学行为,可视为两相纤维复合材料;在轴向压缩大变形下,竹材承栽的主体是竹纤维,轴压屈服极限是横压屈服极限的3倍。     

竹材径向压缩蠕变行为研究

探讨了毛竹在恒定压力下与不同温度和含水率的关系,确定其对应的蠕变模型,同时研究了竹节对竹材蠕变性能的影响.结果表明:在压应力小于屈服极限时,所选用的勃格四元件模型可以用来模拟竹材径向压缩的短期蠕变行为,四元件参数值均随温度和含水率的增加而减小,竹材带节后其蠕变黏性变形量增大.     

不同地位级雷竹竹材的物理力学性质比较

测定了不同地位级不同竹龄雷竹竹材的物理力学性质,结果表明:不同地位级雷竹竹材的基本密度和力学性质都随竹龄的增大而提高;径向、弦向和体积全干缩率随竹龄增大而减少,地位级Ⅱ的竹材的基本密度和力学性质高于地位级Ⅰ的,径向、弦向和体积全干缩系数小于地位级Ⅰ;不同地位级的竹材基本密度、顺纹抗压强度、顺纹抗拉强度和弦向抗弯强度有显著差异.     

红壳竹人工林竹材物理力学性质的研究

测试了红壳竹人工林竹材的物理力学性质。结果表明：竹龄对红壳竹竹材的物理力学性质有显著的影响；竹材的径向、弦向、体积全干缩率随竹龄增加逐渐减少；基本密度、顺纹抗压强度、顺纹抗拉强度和抗弯强度都随竹龄增加而提高，至5－6年生强度稳定在较高的水平上，竹午由下至上，含水率、体积全干缩率逐渐减少；维管束密度、基本密度及力学强度相应提高。     

外力作用下竹材不同尺度的断裂行为及机制

【目的】聚焦于探究在顺纹劈裂和径向横纹压缩力作用下，竹材在宏观、组织和细胞等不同尺度的断裂行为，剖析外力作用下竹材断裂机制，为竹材新技术、新工艺、新产品开发提供理论依据。【方法】以毛竹为研究对象，对其施加顺纹劈裂和径向横纹压缩作用，利用场发射扫描电镜（FESEM）观察维管束和薄壁组织及导管、纤维和薄壁细胞的断裂形貌和裂纹扩展路径，结合纳米压痕仪测量纤维和薄壁细胞2类细胞壁的微观力学强度，探索竹材在顺纹劈裂和径向横纹压缩力作用下不同尺度的断裂破坏特性。【结果】竹材在顺纹劈裂力作用下，宏观上呈顺纹劈裂破坏，断裂形貌近乎为直线状；在组织层面，维管束中纤维鞘和薄壁组织中沿顺纹劈裂，维管束中导管的细胞壁呈撕裂破坏；在细胞层面，纤维和大部分薄壁细胞为胞间层破坏，有少数薄壁短细胞的细胞壁被撕裂。竹材在径向横纹压缩力作用下，宏观上呈压溃破坏，在顺纹方向形成系列不规则裂纹；在组织层面，维管束受到明显破坏，纤维鞘中形成不规则裂纹，导管的细胞壁被压溃，薄壁组织呈阶梯状分层破坏；在细胞层面，与顺纹劈裂力的破坏模式相似，纤维和大部分薄壁细胞为胞间层破坏，不同的是裂纹在部分薄壁短细胞交接处会发生转向，沿径向拓展，...     

热压过程竹材的径向应变特性

竹材的径向应变直接影响到很多竹产品的表面平整度和厚度公差.通过采用动态电阻应变仪对热压不同阶段竹材的径向应变进行检测,表明在压力和温度的共同作用下,在升温阶段,竹材的径向应变经历了由小变大,再由大变小的过程.在保温降压阶段,随压力降低竹材产生径向回弹,径向应变逐渐减小,当压力降到零时,竹材仍保持一定的负应变.在卸压后的自然冷却过程中,随冷却时间延长竹材径向应变呈增加趋势,温差越大,负应变越大.在热压过程的各阶段,在相同压力和温度条件下,不同试样应变值存在较大差异.     

关于发展竹材人造板工业的思考

根据我国竹材人造板工业的现状和发展需要，提出了企业规模适度扩大并由单一产品生产转向多品种生产；原料由单一竹材向以竹材为主的多种原料转变；板材构成单元向多元化转变；板材由高密度型向中密度型转变；加工方法由传统的弦向剖蔑、弦向胶合改变为径向剖蔑、径向胶合等五项变革发展的思路，以期促使我国竹材人造板工业步入成熟发展阶段。     

压缩竹材的研制及性能

根据竹材的结构特征，论述了采用软化、加压和定形的方法，将竹材弧形断面展平制成压缩竹板的技术要点，并测定了压缩竹材的主要物理力学性质。试验结果表明，压缩竹材比未压缩竹材及竹编胶合板的强度有明显提高，还提出了利用竹／铝复合材料以改善和提高竹材某些性能的尝试。     

《木材工业））2004年（第18卷）总目次

第一期木材产品的国际贸易展望陈绪和等…………………我国木工机械及人造板机械技术发展方向探讨马岩……中国家具产业的集聚和工业 (园 )区许美琪…………发展人造板产业 ,促进林业建设傅万四等…………欧洲的家具工业林作新………………………………我国木材防腐工业的状况、问题与对策李玉栋……GRCT组合干燥工艺的研究高建民等……………竹材在压缩大变形下的力学行为　 II.微观变形特征邵卓平…………………………铜唑类防腐剂在竹材中的固着性覃道春等…………胶合板表面粉末涂料涂饰的研究张文标等…………机电一体化家具的探讨…     

径向竹篾复合板的研制Ⅰ.径向竹篾(或竹块)干缩变形的防止

目前竹材加工利用中,普遍采用弦向剖篾方法,致使竹材利用率最高仅为 ４５％ 左右．为了充分合理利用竹材,提出了径向剖篾的加工方法和以径向竹篾作为竹胶合板构成单元的设想．径向竹篾干缩时产生严重的纵向弯曲变形,是必须解决的首要问题．为此,在分析产生弯曲变形原因的基础上,进行了防止干缩变形的多种实验研究,并取得了良好的效果．通过综合评价,认为竹篾束缚干燥法在径向竹篾复合板生产中具有良好的应用前景     

木材横纹压缩过程中径向,弦向加载差异性分析

利用我国东北地区的11个树种为试材，采用先进的测试及计算手段，揭示木材横纹压缩大变形的全过程，比较分析了不同测试条件、不同树种的试材在径向、弦向加载条件下的差异性．     

龙竹竹材的微波干燥特性研究

对龙竹竹材在微波干燥下的干燥特性进行了研究。结果表明:微波功率和竹材构造对干燥特性有显著影响;竹材径向干缩率大于弦向干缩率;纵向干燥速度大于弦向和径向;竹材水分排除主要沿纵向,其次为弦向;竹材试件尺寸大小对竹材干缩率没有影响,试件长度对干燥速度有较显著影响。     

样品尺寸对竹材顺纹压缩力学性能的影响研究

以毛竹为研究对象,通过对不同尺寸的样品进行顺纹压缩测试,分析样品尺寸对竹材顺纹压缩模量和顺纹抗压强度的影响。结果显示：竹材的顺纹压缩模量与竹壁厚度、样品高度、弧度呈正相关关系,顺纹抗压强度与竹壁厚度、样品高度、弧度呈负相关关系。在弹性变形阶段,样品尺寸的增加会提高维管束的组织比量而增大竹材顺纹压缩模量的计算值,在塑性变形阶段,样品尺寸和弧度会导致提前失稳而降低竹材的顺纹抗压强度。     

竹材热解及炭化收缩特征分析

对四种竹材的热解行为及炭化收缩现象进行了分析研究,结果表明:(1)竹材的种类和年龄对其热解特征和炭化收率有重要影响;(2)炭化过程中竹材收缩率随温度升高而增大;(3)竹材的炭化收缩率在不同年龄、不同部位也有差异.在相同炭化温度下,竹材炭化过程中切向和径向的收缩率高于轴向.     

竹材梯度结构对弯曲力学性能的影响

竹材梯度结构对力学性能影响显著,尤其是在弯曲应力下,更呈现明显的非对称行为。文章对竹材梯度结构进行详细解析,提取了维管束形状、纤维鞘面积、维管束梯度变化规律等多个梯度因子,然后对其弯曲力学性能进行测试,解析竹材梯度结构因子与弯曲力学性能之间的关系,阐明梯度结构对弯曲力学的影响机制。结果发现,毛竹维管束沿径向梯度分布的曲线属于下凹型曲线,梯度分布指数n=2.28;从竹青到竹黄,维管束长径比呈现明显下降的趋势,靠近竹青侧的维管束长径比较大,靠近竹黄侧的维管束长径比较小,形状更趋近于圆形;对比了竹黄侧加载和竹青侧加载2种模式下的竹材弯曲力学性能,当竹青侧受压、竹黄侧受拉的情况下,竹材的弯曲韧性最好;当竹青侧受拉、竹黄侧受压的情况下,竹材的弯曲模量最大。     

雷竹竹材物理力学性质变异规律的研究

测试了雷竹材的物理力学性质,结果表明:竹龄对雷竹的物理力学性质有显著的影响;雷竹材的径向、弦向、体积干缩系数随竹龄增加逐渐减少;基本密度、顺纹抗压强度、顺纹抗拉强度和抗弯强度都随竹龄增加而增加,至3～5 a较稳定.竹竿由下至上,含水率、干缩性逐渐减少;维管束密度和基本密度逐渐增加,力学强度亦相应提高.根据材性来看,雷竹的采伐利用应以4～6 a为佳.     

竹材宏观微观力学性能试验与数值模拟

竹材是一种力学性能优异、可再生和环保的结构性材料,具有广阔的工程应用前景.准确掌握竹材各组分的力学性能参数对于竹材的工程应用具有重要意义.结合细观力学和材料力学方法得到了一种确定竹材纤维和基体材料力学性能参数的计算方法:首先通过竹材试件的准静态压缩、拉伸和弯曲试验,获得了竹材在不同加载条件下的宏观力学性能;然后结合细观...     

硬头黄竹竹材物理力学性质研究

为了有效利用硬头黄竹竹材,对其竹材物理力学性质进行了研究.结果表明:竹秆部位对硬头黄竹的物理力学性质有显著的影响,竹秆由基部至上,体积干缩率、弦向干缩率和径向干缩率逐渐减小,基本密度、气干密度和全干密度逐渐增加,顺纹抗压强度和顺纹抗弯强度亦相应提高.     

热压干燥对竹材吸湿膨胀性的影响

对热压干燥竹材和气干竹材的吸湿膨胀特性进行的测试和分析结果表明:热压干燥竹材竹间和竹节的吸湿膨胀率均是径向大于弦向和纵向;而热压干燥竹材竹间部位的吸湿膨胀率小于气干竹材的竹间部位,热压干燥竹材竹节径向的吸湿膨胀率略大于气干竹材竹节的径向,其余各方向均小于气干竹材竹节部位。热压干燥竹材竹节吸湿膨胀率除纵向外,均是竹节部位大于竹间部位。     

木材湿热软化径向压缩变形特征研究进展

压缩变形特征是压缩木研究的重要内容。文中针对木材湿热软化径向压缩变形,从压缩变形的影响因素、压缩变形位置对其力学性能的影响和压缩变形固定3个方面综述国内外研究进展,包括树种、生长轮构造和压缩工艺对木材压缩变形的影响,压缩变形位置对力学性能的影响,以及热处理对压缩变形的影响,指出木材湿热软化径向压缩研究中关于压缩变形需要继续解决的主要问题以及发展方向,以期为湿热软化径向压缩木材的进一步研究和应用提供参考。