人工林杉木结构用集成材层板抗弯性能研究

以人工林杉木（Cunninghamia lanceolata）层板为研究对象,分析3种指榫长度和4种嵌合度对杉木指接层板抗弯性能的影响,比较不同等级杉木指接层板和非指接层板的抗弯性能,建立抗弯性能之间的相关性方程。结果表明,指榫长度与嵌合度对指接层板的抗弯强度和抗弯弹性模量有显著影响,人工林杉木层板较优指接工艺参数为：指榫长度15 mm、宽距比0.18、嵌合度0.1 mm;分等对指接层板和非指接层板的抗弯性能亦有显著影响,I等、II等指接层板的抗弯强度特征值分别为28.7、26.6 MPa,与未分等杉木指接层板抗弯强度特征值相比分别提高了17.14%和8.57%。基于应力波法获得的杉木层板动态抗弯弹性模量与静态抗弯弹性模量、静态抗弯弹性模量与抗弯强度之间均呈显著性正相关,相关系数r分别为0.838和0.691。     

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...     

落叶松结构用胶合木层板指接工艺参数对力学性能的影响

以兴安落叶松刨光锯材制作胶合木指接层板,探讨指榫参数、指接压力和不同规格尺寸对锯材指接层板抗弯性能的影响。结果表明:指榫工艺参数对指接层板抗弯弹性模量影响较小,而对抗弯强度影响较大。当选用12.7、19mm和25mm指榫长度及其相应的指接工艺参数时,层板抗弯强度平均值和5%分位值均能达到国家标准GB/T 26899-2011《结构用集成材》目测分等Ⅰ_d等级和机械分等M_E14等级规定值,对于中小截面胶合木层板,尽可能考虑选用12.7~19mm范围内较小的指榫长度进行指接加工以利节材。在指接过程中应选用合适的指接压力,指接压力过大或过小都会对指接层板抗弯性能尤其强度造成不利影响,指接层板抗弯强度的尺寸效应与非指接锯材相似。     

热压工艺对竹重组板材性能的影响

探讨了以竹材为主要原料的竹重组板材热压工艺的优化,研究了热压工艺对竹重组板材力学性能的影响,讨论分析了热压压力、热压时间、热压温度对竹重组板材吸水厚度膨胀率、耐沸水性、静曲强度、弹性模量、耐磨性、耐化学腐蚀性、浸渍剥离率和甲醛释放量等性能的影响。通过正交试验,得出的优化热压工艺为:①热压压力2.0MPa、热压温度145℃、热压时间1.7min/mm,热压压力对竹重组板材耐酸性、静曲强度和弹性模量等影响显著,对耐沸水性、耐碱性、耐盐性、耐磨性和浸渍剥离率等影响不显著。②热压时间对竹重组板材静曲强度有显著影响,对其他试验指标影响不显著。③热压温度对竹重组板材各试验检测指标均有一定的影响,但不显著。     

不同物理吸附材料/竹质废料复合刨花板对甲醛气体的吸附性能及其吸声性能研究

以竹质废料加工的竹刨花和不同物理吸附材料制备了竹刨花基复合板材,研究了其对甲醛气体的吸附特性、吸声性能及物理力学性能。研究结果表明:竹刨花复合板材对气体甲醛有较好的吸附效果。竹刨花与活性炭复合而成的板材具有良好的吸声性能。同时,吸附材料与竹刨花复合后对板材的物理力学性能无不利影响,且还能改善板材的物理力学性能。因此,该研究为室内环境净化提供了一种新材料,而竹刨花来源于竹材废弃物,将其有效利用可缓解对木材的需求压力。     

齿榫类型及参数对指接竹规格材性能的影响

以竹规格材为研究对象,分别探讨指榫类型(垂直型和水平型)、齿榫参数(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型齿榫)和嵌合度(0、0.1、0.3 mm)等参数对指接竹规格材性能的影响,结果显示垂直型指榫指接竹规格材的力学性能优于水平型指榫;当嵌合度为0.1 mm,采用垂直Ⅱ型齿榫指接竹规格材的性能最优,与未指接竹规格材相比,指接竹规格材较好地保持了竹材的抗弯和抗拉性能,其抗弯性能和抗拉强度分别满足GB/T 26899—2011《结构用集成材》中机械分等层板力学性能M_E16级和最高级M_E18的要求,具备作为结构材的潜力。     

浸胶竹束贮存时间对酚醛树脂胶合性能的影响

将竹材制成浸胶竹束进行运输和贮存,是解决竹材原料供应范围小,运输贮存成本高的问题。但需要考虑原料贮存时间是否会影响胶粘剂反应活性,为此,研究将浸胶竹束分别贮存1.5 个月、4.5 个月和6.5 个月与未贮存的浸胶竹束进行对比,采用差式扫描量热法分析竹束中胶黏剂反应活性;并将不同贮存时间的浸胶试验进行压板,测试板材性能变化。研究结果表明：经1.5 个月和4.5 个月贮存后的竹束热焓与刚浸胶干燥后竹束热焓差别不大;不同贮存期浸胶竹束压制的板材各项性能虽有小幅度的波动,但差异不显著。因此浸胶竹束在放置6 个月内再进行压板,对板材性能和使用无影响,竹材就地加工浸胶是可行的技术方案。     

国产日本落叶松正交胶合木的层间剪切性能

采用国产日本落叶松制备CLT,分析层板锯材自身的弹性模量、层数、层板厚度、组坯方向对CLT板层间剪切性能的影响。结果表明:层板模量增加、层数减少、层板厚度减少,对CLT层间剪切强度影响为显著,对层间剪切弹性模量影响不显著;改变组坯纹理方向能够显著提高CLT的层间剪切性能;采用剪力类比法,能够有效预测CLT等效剪切刚度,预测值和实测值相对误差在7%以内。     

圆竹材套筒式钉接构件的抗弯性能研究

圆竹可作为结构材用于新型竹结构建筑。以不同径级的圆竹筒为原材料,采用大圆竹材套小圆竹材的套筒式镶嵌结合方式,辅以气钉枪钉接固定,制备连接件;并进行静力加载试验,分析其抗弯承载力和破坏形态,同时对圆竹管重要位点进行了应变测试。结果表明:套筒式钉接圆竹试件与完整的单根圆竹试件相比,抗弯强度和抗弯弹性模量分别降低了59.49%和18.68%。套筒式钉接圆竹试件的破坏模式多为连接接口处开始的纵向开裂,部分试件直钉孔处出现细缝。两组圆竹试件在弹性阶段的各测点应变均呈线性变化,且拉、压应变基本对称分布。套筒式钉接圆竹试件各测点应变相对于完整的单根圆竹试件略小。研究结果可为圆竹材工程应用提供参考依据。     

竹壁铣削量对竹-木插接结构的力学性能影响研究北大核心

圆竹家具有利于减少生产能耗、提高竹材利用率。针对大多数圆竹家具连接结构接合不便、接合强度低的问题,本文提出了竹-木插接式连接结构,即将竹材内壁铣削为正圆后与实木插接式连接。考察了竹壁铣削量对竹-木胶合性能、插接结构节点抗弯性能的影响。结果表明:竹壁铣削量对竹木胶合剪切强度无显著影响(p>0.05);胶黏剂种类对竹木胶合剪切强度和木破率有显著影响(p<0.05);竹壁铣削量与抗弯强度和抗弯弹性模量呈负线性相关;与竹壁铣削量2 mm相比,1 mm和0 mm的抗弯强度分别增加13.60%和37.58%,抗弯弹性模量分别增加13.02%和42.43%。因此,为提高竹-木插接结构的力学性能,建议控制竹壁铣削量,保留更多的圆竹壁厚。研究结果可为竹-木插接结构提供设计依据,并为圆竹家具结构优化提供参考。     

Physical and Mechanical Properties of Flakeboard Reinforced with Bamboo Strips

The objective of this study was to investigate the physical and mechanical performance of flakeboard reinforced with bamboo strips. The study investigated three different bamboo strip alignment patterns and an experimental control. All panels were tested in static bending both along parallel and perpendicular to the lengths of the bamboo strips. Internal bond strength (IB), thickness swelling (TS), linear expansion (LE), and water absorption (WA) were also examined. As expected, modulus of rupture (MOR) and modulus of elasticity (MOE) were substantially greater for all three experimental panel types as compared to the control group. LE was also improved for all three experimental panel groups. The bamboo strip alignment patterns had no significant effect on TS, WA and IB. The sample means for MOR, MOE and LE tested perpendicular to the bamboo strip lengths yielded slightly lower mean values than corresponding samples tested parallel to the bamboo strips lengths. This difference in mechanical properties is largely attributed to low panel density in the failure zones.     

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。     

竹木复合积成材生产工艺研究

以杉木制材边皮经梳解获得的木束条和刨切薄竹过程中产生的废料为原料,选用酚醛树脂胶黏剂,探讨竹木复合积成材生产工艺及各因素对复合材料性能的影响。结果表明,随着竹片废料用量的增加,竹木复合积成材的各项性能均有不同程度的提高;竹木混杂比、木束条粗细及比例和板密度对积成材静曲强度和弹性模量的影响较大;木束条施胶量对积成材吸水厚度膨胀率和内结合强度的影响较大。     

基于弯曲挺度法的缠绕用薄竹篾柔性表征

利用竹材的高柔性制造的竹缠绕复合材料是竹材创新利用的革命性产品。深入研究竹材柔性表征方法、评价指标和内在机理可为定向仿生制备高性能竹缠绕复合材料和优化竹缠绕管道工艺提供理论指导。探索弯曲挺度法表征缠绕用薄竹篾柔性的适用性,比较竹材维管束梯度结构和木材木射线组织微观结构差异对竹、木材柔性的影响机制。结果表明:弯曲挺度法适用于缠绕用薄竹篾的柔性表征,该法可快速、准确地获得不同竹篾薄层的柔度。适宜的测试条件为:跨厚比不小于100,加载角速率为600~1800(°)/min。竹材柔性具有梯度性:从竹黄到竹青,随着纤维比量增加,竹篾(50 mm×5 mm×1 mm)柔度从2.92×10-3 mN-1·m-1降低至1.07×10-3 mN-1·m-1,竹材柔性降低。利用混合定律获得竹材维管束和薄壁细胞的弯曲模量和柔度(厚1 mm)理论值分别为0.365 GPa、28.82 GPa和3.284×10-2 mN-1·m-1、0.42×10-3 mN-1·m-1。在相同含水率、尺寸和密度下,竹、木材比柔度排序为竹黄侧>竹青侧>木材,木材柔性低是横向木射线组织限制其柔性变形所引起的。     

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10261.24 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。     

炭化处理工艺对毛竹竹片物理力学性能的影响

对9组毛竹竹片分别进行炭化处理,以含水率、炭化压力、炭化时间为3个变化因素,各取三个水平,并对竹片密度、色差、静曲强度和弹性模量等物理力学性能进行测定;选取一组未经任何处理的竹片进行对比实验.分析得出:经过炭化处理后,竹材色泽发生了较大的变化,由淡黄色变成不同程度的浅棕色;炭化后竹片的密度、静曲强度和弹性模量均随着炭化时间与炭化压力的增加而逐渐降低.其中,含水率的变化对颜色的影响较大,竹材的密度变化主要受炭化时间的影响,炭化压力对静曲强度和弹性模量的影响最大.     

小径级竹材抗弯性能测试方法

探究小径级竹材（胸高直径50 mm以下）的抗弯性能实验方法，充分发掘小径级竹材的性能，为小径级竹材的材性研究和工业加工等提供技术支撑，以扩大小径级竹材的用途，提高其利用价值。实验以箬竹、早园竹、苦竹、水竹和笔竿竹5种小径级竹材为研究对象，利用三点弯曲法与四点弯曲法分别测定了不同长径比（试件长度与其直径之比）试样的抗弯弹性模量和抗弯强度，以测试数据的标准差、标准误差和变异系数为评价依据，分析不同长径比的试样和加压弯曲方式对实验结果的影响。结果表明：就加压方式而言，当测试抗弯弹性模量时，三点加压弯曲法优于四点加压弯曲法；就试样长径比而言，长径比为12的试件更适于测试小径级竹材的抗弯弹性模量和抗弯强度。因此，当测试小径级竹材抗弯性能时，宜采用三点加压弯曲方式、长径比为12的试样并按照一定的流程进行操作。     

毛竹力学性能在竹家具中的应用研究

随着社会的发展与进步,竹家具已经成为现代家具行业发展的趋势。竹材的力学性能决定其用途,但现代竹家具的造型设计大多沿用传统圆竹家具样式,无法将竹材本身特有的力学性能与现代竹家具设计完全融合。本文以毛竹的力学性能为切入点,详细论述了毛竹的比强度、比刚度、弹性、顺纹弯曲性和顺纹抗压抗拉强度等力学特性在竹家具设计中的应用,以期为我国家具业的发展提供新思路。     

Factors Influencing Bonding Strength of Laminated Bamboo Strips Lumber

Factors influencing bonding strength of laminated bamboo strips lumber (LBSL) were investigated in this paper. In order to find an optimized technology, this paper investigated how the thickness of bamboo strips, the assembly orientation of bamboo curtain, the type of adhesives, as well as coupling agent treatment of bamboo curtain affected the bonding strength. The following conclusions were drawn: 1)The thinner the thickness of the bamboo strips, the bigger the bonding strength of LBSL; 2) The assembly or...     

竹单板锯制工艺技术

该文介绍了竹单板的锯制工艺技术、以及锯制竹单板的设备——小型精密框锯机的基本结构、传动系统等，比较了锯制工艺加工方法与其他加工方法的优缺点后，认为以复合竹集成材为基材、应用精密框锯机锯制技术生产竹单板是一种比较理想的工艺方法，它既简化了工艺程序、提高了单板质量，又降低了原料消耗、提高了竹材工业化加工的利用率。