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...     

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。     

不同单元形态木材增强重组竹结构材料抗弯性能的研究

根据混杂复合材料理论,探讨将几种不同单元形态的木材:木束、木刨花和木纤维与重组竹的基本单元--竹束,采用均匀混杂方法制备增强型重组竹结构材料的可行性,研究木束-竹束、木刨花-竹束以及木纤维-竹束的混杂比对增强重组竹结构材抗弯性能的影响.结果表明:与重组竹相比,当刨花-竹束以及纤维-竹束混杂比分别为10%、5%时,在垂直加载和水平加载方向上竹木复合重组结构材料的静曲强度和弹性模量综合增强效果最为明显,而随着木束-竹束混杂比增加,木束增强重组竹结构材料的弹性模量和静曲强度呈现先下降再上升的趋势,当混杂比为33%时负增强效应最大.     

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。     

预埋螺母对竹集成材家具螺栓接合性能的影响

螺栓接合在竹集成材家具中应用广泛,预埋螺母与竹集成材之间连接的破坏是竹集成材家具螺栓接合破坏的主要形式,主要表现为预埋螺母的松动或拔出以及预埋螺母孔周的开裂。针对预埋螺母易于拔出的问题,比较几种常用预埋螺母在竹集成材中的极限抗拔力,选择最优的预埋螺母进行参数优化,从而有效提高竹集成材家具螺栓接合的接合性能。结果表明:不同预埋螺母的极限抗拔强度大小为:尼龙预埋螺母<倒刺螺母<膨胀螺母<梯形铁螺母<内外牙螺母。内外牙预埋螺母取引导孔径比为93%、螺纹长度为25 mm时,在竹集成材中极限抗拔力最大。引导孔径比、螺纹的拧入深度对预埋螺母抗拔性能影响显著。     

竹集成材高频热压胶合工艺及性能研究

采用酚醛树脂胶黏剂,以竹条含水率、涂胶量为试验因子进行竹集成材的高频热压胶合试验,并对其物理力学性能进行检验.结果表明,竹集成材高频热压胶合技术是可行的.在本试验范围内,竹集成材的密度和胶合性能随涂胶量的增加而提高.通过分析试验数据,得出较优的高频热压胶合工艺条件为:涂胶量300 g/m2,竹条含水率12％,高频热压时间10 min.     

竹-短木组合梁受弯性能试验研究

为解决木材利用率低、成本高的问题,提出了一种以零碎短木粘结竹集成而成的竹-短木组合梁。通过3根木梁、3根直拼的竹-短木组合梁(SBT)和3根搭接的竹-实木组合梁(OBT)的三分点加载受弯对比试验,研究了其破坏形态、极限承载力和位移延性等。结果表明:竹-短木组合梁破坏类型为脆性破坏;竹-短木组合梁跨中截面沿高度应变仍基本符合平截面假定;OBT试件受弯承载力平均提高1.6%,力学性能媲美木梁;最后提出了受弯承载力计算简式,与试验结果较为吻合。竹-短木组合梁替代木梁,在小跨度木结构工程中具有应用价值。     

竹集成材明式家具的探讨

对新型家具基材——竹集成材用来制作明式家具的可开发性及其生产工艺的合理性进行了初步探讨,提出了适宜的工艺流程,以提高新型竹集成材家具的档次,增加其附加值。     

径向竹篾帘复塑板的研制

径向竹篾帘复塑板是以竹材径向剖篾和径向胶合为其特征的一种新型复塑竹帘胶合板 ,对其试验的结果表明 :径向竹篾的加工与浸胶具有竹材利用率高、胶粘剂用量少的优点 ;采用竹帘卷内放置有孔棱的空心刚性轴进行束缚干燥 ,可以有效提高干燥速度和干燥质量 ;采用热 -热胶合工艺 ,每毫米厚的板材热压 1.5 min,即可获得高比强度的复塑板材 .     

小变形条件下竹胶合板弯曲力学特性研究

对小变形条件下竹席竹帘胶舍板的弯曲力学特性进行研究,构建了竹席竹帘胶合板纵、横向载荷与应力、应变及挠度之间关系的数学模型,与实际数据拟合较好.这对解决竹席竹帘胶合板在实际应用中的弯曲变形问题具有一定的指导作用,也为深入研究竹席竹帘胶合板的力学特性提供了一定的实验基础.     

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.     

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.     

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。     

热压工艺对竹材表面粗糙度的影响

竹材表面粗糙度对竹材制品的表面质量有十分重要的影响.用"冷进冷出"工艺和"热进热出"工艺对竹材进行处理,并用高精度的表现粗糙度测量仪对竹材表面粗糙度进行测量,发现竹材表面的粗糙度因处理工艺不同,而具有较大的差异.用"冷进冷出"工艺处理的竹材的表面粗糙度平均值,比用"热进热出"工艺处理的竹材的表面粗糙度的平均值小得多,表面竹材经"冷进冷出"工艺处理后,具有更好的表面质量.     

密度及热压工艺对竹篾层积材性能的影响

为解决冷压工艺生产周期长和能量消耗大的问题,采用梯度降压的热压法制备竹篾层积材,并分析工艺参数对其性能的影响.结果表明:热压温度对板材的弹性模量、静曲强度、吸水厚度膨胀率和水平剪切强度影响显著;热压时间和密度对板材的吸水厚度膨胀率影响较大.在密度1.0 g/cm3、热压时间1.5 min/mm、温度145～155℃的条件下,板材性能达到LY/T 1072-2002《竹篾层积材》和GB/T 20241-2006《单板层积材》的要求.     

热压工艺对竹材玻纤布复合生产集装箱底板力学性能的影响

探讨了偶联剂、热压工艺对竹材玻纤布复合生产集装箱底板材力学性能的影响,分析了偶联剂种类、用量,以及热压压力、热压时间、热压温度对竹材玻纤布复合生产的集装箱底板产品静曲强度、弹性模量、耐磨性、内胶合强度、浸渍剥离等性能的影响。通过正交试验,得出优化的热压工艺为：①偶联剂R1和R2均适合作玻纤布表面处理的偶联剂。②偶联剂需用酒精稀释,较佳的稀释配比为1：2或者1：3。③热压压力2.6 MPa、热压温度150℃、热压时间1.1 min/mm。④热压压力对竹材玻纤布复合集装箱底板产品物理力学性能指标的影响均不显著;热压温度对竹材玻纤布复合集装箱底板的纵向MOE和内结合强度影响显著,对竹材玻纤布复合集装箱底板的横向MOE影响较显著;热压时间对竹材玻纤布复合集装箱底板内结合强度影响较显著。     

竹篾帘搭接对结构用竹篾层积材力学性能的影响

竹篾帘拼长是制备超长竹篾层积材(LBSL)的必要手段,竹篾帘端头搭接是拼长的方式之一。对LBSL抗弯及抗拉性能的测试结果表明:搭接长度和位置对板材力学性能影响显著;增加搭接长度有利于提高其抗弯和抗拉性能,当搭接长度大于10mm时,板材的力学性能趋于稳定;搭接接头位于芯层时,板材性能优于接头位于表层。LBSL生产组坯工序要保证竹篾帘搭接长度,同时尽量避免板坯表层出现搭接。     

热压工艺及板坯含水率对竹帘胶合板性能的影响

以梁山慈竹为研究对象,对含水率不同的板坯,采用一段式“热上-冷下”和梯度降压式“热上-热下”两种热压工艺制备竹帘胶合板,分析板坯含水率和热压工艺对板材性能的影响.结果表明:热压工艺对板面平整度有显著影响,“热上-冷下”工艺条件下板面的平整度较优;板坯含水率在10％～20％范围,对板材的吸水厚度膨胀率、弹性模量、水煮内结合强度和板面平整度有显著影响,含水率15％时板材的各项性能较佳.