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《Wood material science & engineering》2013,8(3-4):146-170
Abstract The purpose of this review is to re-examine some of the existing knowledge on the ultrastructure of softwood fibres and modelling of the hygroelastic properties of these fibres. The motivation is that the ultrastructure of wood fibres has a strong influence on fibre properties such as stiffness and hygroexpansion. This structure–property relationship can be modelled with, for instance, composite mechanics to assess the influence of ultrastructure on the fibre properties that in turn control the engineering properties of wood fibre composites and other wood-based materials. Comprehensive information about the ultrastructure is presented that can be useful in modelling the hygroelastic behaviour of wood fibres. Many attempts to model ultrastructure–property relationships that have been carried out over the years are reviewed. Even though models suffer from limiting approximations at some level, they have been useful in revealing valuable insights that can help to clarify experimentally determined behaviour of wood fibres. Still, many modelling approaches in the literature are of limited applicability, not the least when it comes to geometry of the fibre structure. Therefore, an example of finite element modelling of geometrically well-characterized fibres is given. This approach is shown to be useful to asses the influence of the commonly neglected irregular shape on elastic behaviour and stress state in wood fibres. Comparison is also made with an analytical model which assumes cylindrical fibre shape. Predictions of the elastic properties made with analytical modelling of cylindrical fibres and with finite element modelling of geometrically characterized fibres are in concert, but the stress state and failure predictions only show qualitative similarity. It can be concluded that calculations on fibres with the irregular and more realistic geometry combined with experiments on single fibres are necessary for a better and more quantitative understanding of the hygroelastic behaviour and particularly failure of wood fibres. It is hoped that this paper can provide a foundation and an inspiration for modelling, in combination with experiments and microscopy, for better predictions of the mechanical behaviour of wood fibres and wood fibre composites. 相似文献
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重组木弹性模量微观力学理论分析的实验验证 总被引:2,自引:0,他引:2
介绍重组木主方向的弹性模量微观力学理论分析结果的实验验证方法和结果,对重组木普通产品进行了实验研究并与实验室优质产品进行了分析比较;分析了影响重组木产品理论和实验产生误差的主要因素。解决了重组木弹性模量的理论求解公式的实验验证总是,论证了理论推导结果的正确性,尝试将现代设计方法和微观力学理论应用于人造板的力学性能分析和研究中,以推动重组木的计算机仿真工作的开展。 相似文献
55.
在齐穗后15 d和成熟期,分别测量了4个不同水稻品种(系)茎秆3个不同节间的弹性模量、拉伸强度极限,以及节间横截实面积、节间茎粗、节间茎壁厚,并作了差异显著性测验和相关性分析。发现同一水稻茎秆不同节间弹性模量、拉伸强度极限都随茎秆的成熟而增大,大小顺序一般为:第2节间>第3节间>第4节间,它们的差异显著性与水稻品种(系)、发育时期有关;不同的品种(系)茎秆同一节间的弹性模量和拉伸强度极限存在差异,差异显著性受品种(系)的遗传特性、节间位置和发育时期影响;节间横截面积、节间茎粗、节间茎壁厚与节间拉伸强度极限、弹性模量存在负相关。 相似文献
56.
针对传统直动式电液比例方向阀流量小,而导控式电液比例方向阀结构复杂的不足,提出了一种流量大、结构简单的位置反馈型2D电液比例方向阀。该阀由2D方向阀、弹性压扭联轴器和比例电磁铁共轴联结。其中弹性压扭联轴器实现比例电磁铁衔铁直线运动和阀芯旋转运动的转换,并同时放大比例电磁铁推力。在分析弹性压扭联轴器工作原理的基础上,建立了数学模型,推导了轴向力、扭矩、转角与挠度的解析方程。基于ANSYS Workbench 13平台对弹性压扭联轴器静力学特性进行了有限元仿真,仿真结果与解析方程计算结果及实验结果基本一致。研究结果表明:比例电磁铁输入55 N,通过弹性压扭联轴器转换,阀芯产生了1.2 N·m扭矩,且输入力与输出扭矩的线性度较好;弹性压扭联轴器应用于2D电液比例方向阀是可行的。 相似文献
57.
[目的]研究软骨发育与重建,建立软骨体外培养模式,[方法]通过改良组织块细胞培养法,进行家兔耳廓弹性软骨细胞的体外培养,研究其形态与生长特性。[结果]兔耳软骨组织16 h完成贴壁,1.5 d软骨细胞迁出,144 h细胞生长达到融合;传代兔耳软骨细胞12 h贴壁,生长特性与原代相似,但第3代细胞的延滞期长,在培养48 h开始进入对数期,培养第8天细胞数量达到峰值。HE染色结果表明弹性软骨细胞形态均匀,细胞呈圆形或椭圆形,核呈椭圆形,可见双核或多核现象。软骨陷窝和核深染,胞浆着色均匀。细胞分裂旺盛。同族细胞群清晰。[结论]原代及2代耳软骨细胞体外生长特性及细胞形态一致,培养条件稳定。 相似文献
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针叶树木材细胞力学及纵向弹性模量的计算--试件纵向弹性模量的预测 总被引:3,自引:1,他引:3
依据针叶树木材管胞和射线细胞的结构模型。使用计算机抽样模拟解剖结构参数。以及使用针叶树木材纵向弹性模量计算公式和方法,计算人工林杉木,马尾松幼龄材和成熟材试件纵向弹性模量,计算结果与常温条件下气干试件测定结果十分符合。在试件晚材率和管胞解剖结构参数改变的条件下。计算预测了人工林杉木,马尾松幼龄材和成熟材纵向弹性模量的变化。结果表明:试件纵向弹性模量随晚材率,管胞长度,管胞壁厚度的增加而增加,而试件纵向弹性模量随管胞直径增加而减小。本文提出的纵向弹性模量计算的预测方法,对于运用现代生物技术控制和改变针叶树木材的材质,材性有实际意义。 相似文献