胶合竹材论文-潘金炎,王立,张玉强,刘亚辉

胶合竹材论文-潘金炎,王立,张玉强,刘亚辉

导读:本文包含了胶合竹材论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:胶合竹材,力学性能,复合材料,强度

胶合竹材论文文献综述

潘金炎,王立,张玉强,刘亚辉[1](2018)在《基于重组竹的结构用胶合竹材力学性能试验研究》一文中研究指出基于重组竹的胶合竹材是一种天然竹纤维增强复合材料,可作为木材替代品。为研究其作为建筑结构材料的可行性,进行受拉、受压、受弯、受剪等力学性能试验和人工加速老化试验,并对试验结果进行统计和分析,得到胶合竹材的抗压、抗拉、抗剪、抗弯强度标准值和设计值;并与木材及其他复合木材料进行比对,试验结果表明,胶合竹材完全能够满足建筑结构对材料主要力学性能的要求。(本文来源于《施工技术》期刊2018年21期)

闫薇[2](2018)在《原态仿生重组竹材湿热效应及胶合界面特性研究》一文中研究指出一般竹材重组技术破坏了原态竹材天然构造优势,高污染、高能耗、低利用率及大量胶黏剂的使用导致其经济和环保价值不高。受蜂巢结构启示,竹材原态仿生重组材尽最大限度保留了竹材原态结构和特征优势,可实现大规格大跨度重组,属竹材利用创新研究,具有较好发展前景。毛竹是我国工业化利用量最大的竹种,也是竹材原态利用的重要竹种,本文以毛竹为基材开展研究。竹材对湿热环境非常敏感,且竹材原态仿生重组材的胶合界面构成复杂,环境温度和湿度是导致结构材料强度降低和失效的重要因素,而仿生重组材对环境温湿度的响应研究尚属空白。结合原态竹材应用的自然环境,从单元到重组材开展递进研究,首先对原态竹材环状收缩机理和湿热应变响应机制进行研究,进而分析环境温湿度变化对仿生竹单元(六方竹单元)轴向抗压及胶合界面性能的影响,最后采用ANSYS有限元方法对仿生竹单元及重组材的承载特性进行模拟分析。研究结果如下:(1)原态竹材的横向收缩为环状向心收缩,与含水率之间呈叁次曲线关系(R~2>0.83),竹青部位收缩程度大于竹黄部位致使竹壁厚度变薄;含水率随时间呈ExpAssoc函数(R~2>0.99)下降;温度越高干缩应力越大越集中,80℃环境下原态竹材开裂最严重,源于较大的干缩内应力释放,且外表皮蜡层融化并密实地覆盖在表面,不利于水分蒸发;竹节对裂纹扩展具有一定的抑制作用;数字散斑相关方法能够呈现竹材干缩裂纹处和非裂纹处的周向及径向应变,印证环状收缩;竹青区域干缩应力集中,是裂纹起源部位,并向竹黄部位扩展,不同于外部荷载导致的破坏首先发生在强度较弱的竹黄部位,可为原态竹材防裂处理提供逆向思考。(2)原态竹材对环境温湿度变化能够做出快速响应,温湿度变化越大,应变越明显,温湿度的影响主要体现为竹材含水率的变化;在相同的环境条件下,周向应变和轴向应变行为相似,但周向应变范围-500με~3000με,轴向应变范围-50με~225με,两者相差一个数量级。水分的移动通道与原态竹材的湿热应变息息相关,端部周向应变对温湿度响应更为敏感,中部周向应变滞后;原态竹材长度越长则端部和中部的应变差越大,而长度小于300mm的原态竹材两部位应变呈现此消彼长的现象,是竹材内应力均衡分布的结果。(3)不同湿热环境下,仿生竹单元的外径变化率大于内径变化率,长度变化率最小,浸水处理的仿生竹单元尺寸变化最大;在高温高湿(40℃、90%)环境中,试样的实时质量与处理时间的平方根基本成线性关系;与气干状态下不同,高温高湿处理后竹节对竹材的轴向抗压表现为负作用,特别是浸水30d后含竹节试样轴向抗压强度明显小于节间试样(sig.<0.05);对照组抗压强度为50.72MPa,高温低湿(40℃、20%)处理试样强度为79.47MPa,两者差异显着(sig.<0.05);浸水30d、高温高湿30d和高温高湿15d处理后试样的结晶度略有增加,纤维素的润胀导致试样强度下降韧性增加,轴向抗压强度均显着小于对照组的强度(sig.<0.05),分别为30.56MPa、28.48MPa、32.43MPa;仿生竹单元的轴向抗压强度与湿热处理时间呈线性关系(R~2=0.6437)下降;裂纹主要为纤维之间的撕裂并沿着纤维方向扩展,高温低湿处理的试样裂纹出现“纤维桥”和纤维断裂,消耗较多能量,轴向抗压破坏功最大。(4)高-低湿热交替环境下,竹材和胶黏剂干缩湿胀的非同步性是胶合界面应力集中和强度弱化的主要原因,胶层部位边缘的干缩湿胀应力最大;胶合部位剪切强度受交替环境影响显着(sig.<0.05),处理后强度下降54.36%;胶合部位的横向抗裂强度由22.19 N·mm~(-1)下降至15.57 N·mm~(-1),差异显着(sig.<0.05);处理后试样抵抗变形和破坏的能力下降,在较小荷载和位移下便产生破坏,断裂能下降62.32%;胶合部位破坏均由胶层两侧边缘开始,沿着胶层传递至某处发生偏转使得竹材发生径向断裂,这与仿生竹单元的几何特性有关,竹材胶合面是维管束密集的竹青部位,对应力偏转具有一定阻碍作用。(5)仿生竹单元轴向和横向承载的ANSYS有限元分析:压应力(变)和拉应力(变)均对称分布,施加荷载部位、端部和较薄的竹壁是Mises等效应力(变)较大且集中的部位;竹材原态仿生重组材横向承载的ANSYS有限元分析:7个单元的应力分布不同,上层单元应力最大,中间单元应力分布较均匀,两侧单元粘结部位应力较大,非粘结部位应力最小。12个胶层部位应力(变)情况不同,靠近荷载的竖向胶层应力(变)最大,证明了仿生竹单元胶合试样横向抗裂强度测试的必要性和合理性;胶层边缘部位的应力(变)大于中间部位。有限元的计算结果与仿生竹单元和竹材原态仿生重组材的实际承载状态一致,可用来分析仿生重组材失效机理,为提升整体性能提供指导。(本文来源于《中国林业科学研究院》期刊2018-04-01)

关明杰,刘仪,朱越强,张紫嫣,黄志伟[3](2018)在《超声对竹材表面性能和竹层积材胶合性能的影响》一文中研究指出运用超声空化作用处理漂白和炭化竹材以期提高竹材表面性能,提高胶黏剂在竹材表面上的浸润性,进而提高竹层积材的胶合剪切强度。分析了不同超声处理工艺对竹材表面粗糙度和表面润湿性的影响;测试分析了超声处理竹片制成的竹层积材的胶合剪切强度变化。结果表明:超声空化作用能够提高竹材表面粗糙度、降低酚醛树脂胶在竹材表面的接触角,提高酚醛树脂在竹材表面浸润性。超声工艺参数对竹层积材胶合剪切强度的影响程度由大到小依次是温度、功率、时间,竹层积材胶合剪切强度表明:相比较于未处理的竹层积材,经最优超声工艺处理后的漂白竹层积材胶合剪切强度提升18%,炭化竹层积材胶合剪切强度提升12.5%,说明超声提高了竹材表面粗糙度和表面润湿性进而增强了竹材与酚醛胶黏剂的机械耦合作用。总体来看,漂白竹材表面粗糙度大于炭化竹材、润湿性弱于炭化竹材,漂白竹层积材胶合剪切强度大于炭化竹层积材。(本文来源于《竹子学报》期刊2018年01期)

黄志伟[4](2017)在《超声处理对竹材表面特性及胶合性能的影响》一文中研究指出我国竹材资源相对较为丰富,有关竹材方面的研究多以产品研发或工艺改性为主,对其胶合界面表征的研究则相对较少,且基本沿用了木材的胶合理论。此外竹材结构致密且没有横向组织,对胶粘剂的渗透性不如木材。因此,本文以不同的工艺对漂白和炭化竹材表面进行超声处理,分析了未经超声处理和经过超声处理的竹材表面特性的变化。以宏观胶合强度为切入点,确定最优超声处理工艺,运用扫描电镜、荧光跟踪技术、数字图像相关方法及有限元数值模拟等测试手段,分析了超声处理对竹层积材胶合界面性能的影响,包括胶层微观形貌、胶粘剂渗透、胶合界面应力应变分布等参数,探讨了胶合界面微观参数对宏观胶合强度的影响,具体研究内容如下:(1)使用表面粗糙度测试仪测定了未经超声处理和经过不同工艺超声处理的漂白和炭化竹材的表面粗糙度,结果表明超声处理能够提高竹材的表面粗糙度。使用接触角测定仪测试了未经超声处理和经过不同工艺超声处理的漂白和炭化竹材的表面润湿性,结果表明超声处理能够增大竹材的表面自由能,降低酚醛树脂胶在竹材表面的接触角,说明超声处理之后竹材的表面润湿性变好。(2)探讨了不同工艺超声处理后的竹材制备的双层竹层积材的胶合剪切强度,结果表明超声破壁效应能够增大竹材表层细胞的通透性,提高胶粘剂的渗透,进而增大竹层积材的胶合剪切强度。超声工艺对竹层积材胶合强度的影响因素排序由大到小依次是温度>功率>时间。对漂白竹材而言,最优的超声处理工艺为:超声温度60℃,超声时间60min,超声功率1200W。对炭化竹材而言,最优的超声处理工艺为:超声温度60℃,超声时间90min,超声功率1400W。(3)使用扫描电镜观察了未经超声处理和经过超声处理的竹层积材胶合界面的微观形貌,并测量了胶层厚度。结果表明,超声处理前的毛竹层积材胶合界面胶层厚度较小,胶线较平直,胶粘剂主要分布在加工过程中破损的细胞腔以及细胞壁之间。超声处理后的竹层积材胶合界面胶层厚度增大,胶线较曲折。胶粘剂除了分布在加工过程中破损的细胞腔内,还经由扩大了的纹孔通道渗透进入到薄壁细胞内。(4)使用荧光显微镜观察了胶粘剂在未经超声处理和经过超声处理竹材界面的渗透情况,并测量了渗透深度参数。结果表明,漂白和炭化竹层积材的胶合界面都在超声处理之后发生了改变,胶线更加曲折且分布的更加不均匀,经过超声处理后的竹层积材胶合界面中,胶粘剂的平均渗透深度和有效渗透深度都有了一定的提高。(5)使用数字图像相关方法研究了未经超声处理和经过超声处理的竹层积材胶合界面在拉伸过程中的剪切应变分布。结果表明,剪切应变首先开始于胶合界面的端部,并逐渐从端部沿胶层纵向扩展和横向基材方向扩展,纵向应变随载荷增大而逐渐增大,横向应变区域在扩展到4mm之后停止扩展。超声处理后竹层积材胶合界面应变最大值略有降低,这和胶粘剂渗透进入细胞壁、提高细胞壁的弹性模量有关。(6)采用有限元模拟分析了未经超声处理和经过超声处理的竹层积材胶合界面的应力应变分布。结果表明,未经超声处理和经过超声处理的竹层积材胶合界面等效应力与剪切应变分布基本一致,并且都以胶线为中心上下、左右对称分布,但是右端略高于左端,下端略高于上端。竹层积材胶合界面沿胶线方向和垂直胶线方向应力应变分布曲线类似,以X轴方向的拉应力为主,此外存在着沿Y轴方向的剥离应力,但Y轴方向的剥离应变比X轴方向的拉应变要高。应力应变最大值出现的地方都位于胶层与基材接触的两个角点。(7)对比漂白竹材和炭化竹材的表面特性和胶合界面性能。结果表明漂白竹材的表面粗糙度大于炭化竹材、表面润湿性弱于炭化竹材,但是漂白竹层积材胶合剪切强度普遍大于炭化竹层积材。炭化竹材的表层细胞在压力作用下更容易被压溃,因此胶层厚度和胶粘剂渗透深度均大于漂白竹层积材。由于炭化竹材弹性模量较漂白竹材低,因此炭化竹层积材胶合界面的应力更加集中并且应变最大值大于漂白竹层积材。数值模拟方法也证实了这一点差异。(本文来源于《南京林业大学》期刊2017-06-01)

马锦芳,霍静思,肖岩[5](2016)在《胶合竹材单面受火炭化及温度场试验研究》一文中研究指出格鲁班(Glubam)胶合竹材作为一种新型建筑材料,研究其耐火性能并与木材进行比较,对胶合竹材单板及杉木单板分别进行了恒温及ISO 834标准升温条件下的单面受火试验,测得了其炭化速率及不同受火条件下试件内部的温度-时间变化曲线。结果表明,胶合竹材的炭化速率低于杉木,其炭化规律与木材相似,即在受火初期炭化层厚度增加较快,炭化速率较大,随时间延长炭化速率逐渐降低,且受火温度越高,材料的炭化速率越大,同时试验测得在标准火灾条件下,胶合竹材受火20 min的平均炭化速率为0.64 mm/min。此外,通过温度场数据的分析比较发现,胶合竹材的传热速率明显低于杉木,其具有优于杉木的隔热性能,且能够满足相关规范对建筑构件隔热性能的要求。(本文来源于《安全与环境学报》期刊2016年05期)

赵章荣,刘星雨,傅万四,杨光,陈忠加[6](2016)在《竹材胶合力学性能的研究》一文中研究指出以竹片胶合而成的竹材人造板是我国竹材加工的主要产品,竹片胶合工艺直接决定竹质集成材性能。针对此,应用对比实验方法,研究了碳化处理和未经碳化处理竹片抗拉能力,研究搭接胶合竹片的胶合能力,实验结果表明经过碳化处理竹片胶结能力比未经过碳化处理竹片胶结能力提高3%。本文研究竹片胶合结果可为集成竹材应用提供技术支撑。(本文来源于《木材加工机械》期刊2016年03期)

任一萍,王正,郭文静,陈勇平[7](2015)在《热固型PRF树脂制备及其对胶合防腐竹材剪切强度影响》一文中研究指出为满足经防腐处理的竹结构材胶合强度的要求,合成了系列低质量分数间苯二酚的热固型苯酚-间苯二酚-甲醛(PRF)树脂,应用于粘接防腐处理的竹材。结果表明:随着合成树脂中间苯二酚质量分数的增加,树脂的溶水倍数显着增加,树脂密度先减少后增加;随着甲醛与苯酚摩尔比的增加,树脂的游离甲醛质量分数显着增加,固体质量分数减小,树脂密度先减少后增加。PRF树脂用于胶合防腐处理的竹片,剪切强度值比无间苯二酚的酚醛树脂(RF)增加200%以上,间苯二酚质量分数在1%~4%范围内变化,对树脂剪切强度影响不明显。综合性价比与环保要求,优化的PRF树脂的间苯二酚质量分数为1.0%、甲醛与苯酚摩尔比为1.6∶1.0。(本文来源于《东北林业大学学报》期刊2015年08期)

马锦芳[8](2015)在《Glubam胶合竹材动态燃烧及炭化性能研究》一文中研究指出随着环境负面问题的日益突出,节能减排及可持续发展已成为世界各国政府工作的重心之一。竹材作为一种绿色环保可再生材料,在我国产量极为丰富,用其加工制作的胶合板材也具有优良的加工性能和力学特性,同时用胶合竹材建造的竹结构房屋具有施工速度快、抗震性能优越、造价低廉等优点,目前已在工程实践中得到应用。但是,胶合竹材作为现代竹结构的基本材料,其具有可燃性,其耐火性能严重阻碍了现代竹结构的发展,因此为了推进胶合竹材的工程应用及现代竹结构的发展,本文对胶合竹材的动态燃烧性能、炭化及传热性能进行试验研究,同时运用有限元分析软件ABAQUS对其温度场进行数值模拟分析。主要研究内容及结果包括以下几个方面:(1)运用锥形量热仪对不同热辐射强度下胶合竹材的动态燃烧性能进行试验研究,对其点燃时间、热释放速率、质量损失速率、产烟速率、CO2及CO产率等燃烧参数进行分析,并与木胶合板进行比较。同时运用以上参数,从着火性、火灾热危险及烟气危险叁个方面对胶合竹材的火灾危险性进行评估,并对其火灾轰燃时间及耐火时间进行预测。结果表明:在火灾的早期发展阶段,胶合竹材具有较高的火灾热危险,随着火势的发展,胶合竹材的火灾热危险性有所降低,其火势发展速度低于木胶合板,但胶合竹材火灾烟气危险远高于木胶合板;(2)按照恒温及ISO标准升温两种不同的升温方式,对单面受火胶合竹材的炭化速率及温度场进行试验研究,得出胶合竹材受火炭化的一般规律,并测得其在标准火灾条件下的炭化速率为0.64mm/min;同时通过对温度场数据分析,可知胶合竹材具有优于杉木的隔热性能;(3)基于竹材和木材化学组成及微观结构的相似性,参照木材的相关热力学参数,对胶合竹材的温度场进行有限元模拟分析,并和单面受火胶合竹材的温度场试验结果进行对比,分析木材热力学参数对胶合竹材的适用性。结果表明:在炭化层形成之前,有限元结果与试验结果吻合较好,但在炭化层形成之后两者出现差别,胶合竹材的热工性能仍需进一步系统研究。(本文来源于《湖南大学》期刊2015-05-24)

周建波[9](2015)在《竹材弧形原态重组胶合性能研究及弧形竹片精铣机研制》一文中研究指出竹材弧形原态重组是仿生学运用在竹材加工领域中的一种新的高效利用方式,它保留了竹材弧形天然结构,大大提高了竹材利用率,可制造强度较高的结构材料,具有广泛市场和应用前景。目前,对竹材原态重组材料工艺和设备已开展了部分研究,但基于竹材弧形原态重组材胶合性能及精加工关键设备研究还未见报道。本文研究内容为:研究弧形重组单元的制备工艺,借助于有限元模拟分析竹材弧形单元的物理力学性能,研制专用弧形竹片精铣机,同时对弧形单元的表面润湿性能和粗糙度进行研究,掌握制备工艺与胶合强度的关系,研究胶合界面的微观形态,探索应力应变分布,建立宏观胶合性能与微观性质之间的关系,进而实现竹材弧形原态重组胶合的优化设计。研究成果可为弧形重组单元的制备、竹材弧形原态重组胶合的设计开发提供重要的技术基础和理论依据。本论文的主要研究工作与成果总结如下:(1)提出了竹材弧形重组胶合单元制备工艺,进行了有限元和数学建模分析,结果表明:弧形竹片加工工艺为毛竹——截断——按竹直径分级——破竹——粗铣(去青、去黄)——干燥——精铣(弧形竹片);弧形重组单元截面的抗弯能力强于矩形重组单元,竹材弧形截面梁的应力、转角和挠度小于竹材矩形截面梁的应力、转角和挠度,并用理论计算进行了验证。(2)开发了弧形竹片精铣机,可实现弧形竹片的加工厚度为6~9mm,加工宽度为25~45mm,加工最小长度为600mm,设备运行平稳,满足胶合生产要求。(3)通过接触角测试仪对弧形重组单元表面润湿性能进行了研究。结果表明:蒸馏水、UF和P-MDI在精铣和粗铣弧形竹片竹青面上的润湿性比竹黄面的更优,精铣弧形竹片比粗铣弧形竹片的润湿性更优;蒸馏水在精铣弧形竹片上的渗透性能较好,UF和P-MDI的渗透性能相差不明显;弧形竹片类型、竹面和胶黏剂对接触角影响极其显着,在初始接触角和平衡接触角上显着水平达到0.0001,叁者共同作用能对接触角产生重要影响。(4)通过表面粗糙度测定仪对弧形重组单元表面粗糙度进行了研究。结果表明:精铣弧形竹片竹青面表面粗糙度、和均值分别为4.29μm、23.7μm和32.3μm,竹黄面表面粗糙度、和均值分别为6.22μm、33.0μm和46.9μm,显着小于粗铣弧形竹片单元的粗糙度。(5)对含水率、弧形竹片类型和胶种进行胶合性能试验研究,探索了制备工艺与胶合强度的关系。结果表明:精铣弧形竹片的胶合性能优于粗铣弧形竹片的胶合性能;在垂直方向和平行方向的胶合性能几乎相当;精铣弧形竹片P-MDI比UF胶合性能更好;胶合性能在含水率为8~11%较优,随含水率增加,胶合性能下降;精铣弧形竹片P-MDI竹材弧形重组材料胶合强度为1.12MPa,吸水厚度膨胀率1.31%,可作为结构材料。(6)采用扫描电子显微镜研究了弧形重组单元断裂胶合界面的微观结构,分析了不同因素对弧形重组单元胶合性能的影响。结果表明:P-MDI在竹青、竹黄的渗透性能也比UF的渗透性能好;随着弧形竹片单元含水率的增大,P-MDI在竹青和竹黄中的渗透性逐渐降低,胶合界面的力学性能降低;精铣弧形竹片表面质量较高,有利于胶黏剂的渗透;精铣弧形竹片的竹青和竹黄面表面精度高,胶合性能更优,且胶合性能接近。(7)通过数字散斑相关方法测试竹材弧形原态重组材料在不同载荷条件下的应变分布,对应力应变和界面断裂位移曲线进行了研究。结果表明:不同的粗糙度、不同的胶黏剂压制的竹材弧形原态重组材应变分布变异较大;垂直和平行于竹青面加载时,精铣弧形竹片、P-MDI胶合界面在断裂前承受载荷的时间比粗铣弧形竹片、UF胶合的长,且精铣弧形竹片、P-MDI的胶合界面在断裂时位移大,前后两者位移时间关系之间的斜率几乎相同。精铣弧形竹片、P-MDI胶合承受的最大载荷以及挠度比粗铣弧形竹片、UF胶合的大,表明精铣弧形竹片、P-MDI胶合性能更优。(本文来源于《中国林业科学研究院》期刊2015-05-01)

王韵璐,许斌,黄金凤,伍佳伟,范吴博[10](2014)在《氯氧镁水泥与竹材胶合的力学性能试验研究》一文中研究指出竹材和新型材料氯氧镁水泥均具有资源可持续、性能优良和原材料丰富等优点。介绍了氯氧镁水泥与竹条、竹帘连接后的抗压强度、抗弯强度与胶层剪切强度的试验和检测工作,并将制得的竹/无机复合材料的抗压强度、抗弯强度与单板/无机复合材料进行比较,将其与膨胀珍珠岩水泥进行胶层剪切强度比较。结果表明,氯氧镁水泥与竹材结合后,其整体性能优良,尤其是竹条/无机复合材料的抗压强度、抗弯强度、胶层抗剪强度均超过其他材料;对于竹材不同部位的胶层抗剪强度,竹黄无节处最大、竹黄有节处次之、竹青无节处再次之、竹青有节处最小。本研究对开拓我国竹材利用的新领域和提高竹材连接强度等方面具有较高的应用价值。(本文来源于《林业机械与木工设备》期刊2014年09期)

胶合竹材论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

一般竹材重组技术破坏了原态竹材天然构造优势,高污染、高能耗、低利用率及大量胶黏剂的使用导致其经济和环保价值不高。受蜂巢结构启示,竹材原态仿生重组材尽最大限度保留了竹材原态结构和特征优势,可实现大规格大跨度重组,属竹材利用创新研究,具有较好发展前景。毛竹是我国工业化利用量最大的竹种,也是竹材原态利用的重要竹种,本文以毛竹为基材开展研究。竹材对湿热环境非常敏感,且竹材原态仿生重组材的胶合界面构成复杂,环境温度和湿度是导致结构材料强度降低和失效的重要因素,而仿生重组材对环境温湿度的响应研究尚属空白。结合原态竹材应用的自然环境,从单元到重组材开展递进研究,首先对原态竹材环状收缩机理和湿热应变响应机制进行研究,进而分析环境温湿度变化对仿生竹单元(六方竹单元)轴向抗压及胶合界面性能的影响,最后采用ANSYS有限元方法对仿生竹单元及重组材的承载特性进行模拟分析。研究结果如下:(1)原态竹材的横向收缩为环状向心收缩,与含水率之间呈叁次曲线关系(R~2>0.83),竹青部位收缩程度大于竹黄部位致使竹壁厚度变薄;含水率随时间呈ExpAssoc函数(R~2>0.99)下降;温度越高干缩应力越大越集中,80℃环境下原态竹材开裂最严重,源于较大的干缩内应力释放,且外表皮蜡层融化并密实地覆盖在表面,不利于水分蒸发;竹节对裂纹扩展具有一定的抑制作用;数字散斑相关方法能够呈现竹材干缩裂纹处和非裂纹处的周向及径向应变,印证环状收缩;竹青区域干缩应力集中,是裂纹起源部位,并向竹黄部位扩展,不同于外部荷载导致的破坏首先发生在强度较弱的竹黄部位,可为原态竹材防裂处理提供逆向思考。(2)原态竹材对环境温湿度变化能够做出快速响应,温湿度变化越大,应变越明显,温湿度的影响主要体现为竹材含水率的变化;在相同的环境条件下,周向应变和轴向应变行为相似,但周向应变范围-500με~3000με,轴向应变范围-50με~225με,两者相差一个数量级。水分的移动通道与原态竹材的湿热应变息息相关,端部周向应变对温湿度响应更为敏感,中部周向应变滞后;原态竹材长度越长则端部和中部的应变差越大,而长度小于300mm的原态竹材两部位应变呈现此消彼长的现象,是竹材内应力均衡分布的结果。(3)不同湿热环境下,仿生竹单元的外径变化率大于内径变化率,长度变化率最小,浸水处理的仿生竹单元尺寸变化最大;在高温高湿(40℃、90%)环境中,试样的实时质量与处理时间的平方根基本成线性关系;与气干状态下不同,高温高湿处理后竹节对竹材的轴向抗压表现为负作用,特别是浸水30d后含竹节试样轴向抗压强度明显小于节间试样(sig.<0.05);对照组抗压强度为50.72MPa,高温低湿(40℃、20%)处理试样强度为79.47MPa,两者差异显着(sig.<0.05);浸水30d、高温高湿30d和高温高湿15d处理后试样的结晶度略有增加,纤维素的润胀导致试样强度下降韧性增加,轴向抗压强度均显着小于对照组的强度(sig.<0.05),分别为30.56MPa、28.48MPa、32.43MPa;仿生竹单元的轴向抗压强度与湿热处理时间呈线性关系(R~2=0.6437)下降;裂纹主要为纤维之间的撕裂并沿着纤维方向扩展,高温低湿处理的试样裂纹出现“纤维桥”和纤维断裂,消耗较多能量,轴向抗压破坏功最大。(4)高-低湿热交替环境下,竹材和胶黏剂干缩湿胀的非同步性是胶合界面应力集中和强度弱化的主要原因,胶层部位边缘的干缩湿胀应力最大;胶合部位剪切强度受交替环境影响显着(sig.<0.05),处理后强度下降54.36%;胶合部位的横向抗裂强度由22.19 N·mm~(-1)下降至15.57 N·mm~(-1),差异显着(sig.<0.05);处理后试样抵抗变形和破坏的能力下降,在较小荷载和位移下便产生破坏,断裂能下降62.32%;胶合部位破坏均由胶层两侧边缘开始,沿着胶层传递至某处发生偏转使得竹材发生径向断裂,这与仿生竹单元的几何特性有关,竹材胶合面是维管束密集的竹青部位,对应力偏转具有一定阻碍作用。(5)仿生竹单元轴向和横向承载的ANSYS有限元分析:压应力(变)和拉应力(变)均对称分布,施加荷载部位、端部和较薄的竹壁是Mises等效应力(变)较大且集中的部位;竹材原态仿生重组材横向承载的ANSYS有限元分析:7个单元的应力分布不同,上层单元应力最大,中间单元应力分布较均匀,两侧单元粘结部位应力较大,非粘结部位应力最小。12个胶层部位应力(变)情况不同,靠近荷载的竖向胶层应力(变)最大,证明了仿生竹单元胶合试样横向抗裂强度测试的必要性和合理性;胶层边缘部位的应力(变)大于中间部位。有限元的计算结果与仿生竹单元和竹材原态仿生重组材的实际承载状态一致,可用来分析仿生重组材失效机理,为提升整体性能提供指导。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

胶合竹材论文参考文献

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