基于DSCM的竹材顺纹抗拉弹性模量测定

将数字散斑相关方法(DSCM)用于研究竹材顺纹抗拉弹性模量,并将结果与常规引伸计法结果进行了比较。结果表明两种测定方法误差不超过5%,说明DSCM方法能成功运用于竹材的顺纹抗拉弹性模量的测定。利用该方法测定了5个不同竹龄靠近竹青处、竹肉及靠近竹黄处竹材的顺纹抗拉弹性模量。结果表明:从竹青至竹黄竹材顺纹抗拉弹性模量大致呈依次减小的趋势;随着竹龄的增大,竹材顺纹抗拉弹性模量也呈逐渐增加的趋势。

重组竹-钢填板螺栓节点承载力试验研究

通过不同侧材厚度、不同螺栓端距的重组竹-钢填板螺栓节点受拉试验,研究单向顺纹受拉时节点的受力性能、破坏模式及破坏机制,分析螺栓端距、侧材厚度等参数变化对节点力学性能的影响。结果表明:随着侧材厚度的增大,节点破坏模式由单纯的销槽承压破坏演变为同时发生螺栓受弯屈服和销槽承压破坏,节点承载力、延性系数均随之增大;节点承载力亦随螺栓端距加大而增大,但螺栓端距达到7d(d为螺栓直径)时,增加端距对节点承载力影响可忽略。将试验结果与《木结构设计规范》、《木结构设计手册》和美国木结构规范ANSI/AF&PA NDS—2012承载力计算结果对比得知:《木结构设计手册》推荐的计算公式可以用于重组竹-钢填板螺栓连接承载力计算;其余两规范推荐的计算公式偏于保守,计算误差可达200%以上。

基于数字散斑相关方法的竹材变形特性

利用数字散斑相关方法(DSCM)测定5个竹龄的竹材顺纹抗拉弹性模量,并实时拍摄竹材拉伸和压缩过程中的位移变化,得出竹材抗拉和抗压试样的应变场。结果表明:从竹青至竹黄,顺纹抗拉弹性模量大致呈减小的趋势;随着竹龄的增大,顺纹抗拉弹性模量逐渐增加。竹材破坏过程复杂且能够直观地反映破坏的全过程,与人们肉眼观察相比,DSCM可提前反映试样状态并预见试样的破坏点。

东北落叶松材单向顺纹受拉损伤模型

从细观层次揭示木材顺纹受拉破坏的损伤演化机制,是建立木材损伤本构模型的基础.在分析木材宏观及细观构造特征的基础上,将木材等效为若干根并联的受拉木纤维,每根顺纹受拉木纤维等效为弹脆性的受拉微弹簧.基于概率思想,假定受拉微弹簧的极限应变Δ为服从某一分布形式fΔ(x)的随机变量,推导了木材顺纹受拉损伤演化方程.在正确设置木材声发射参数即峰值定义时间(PDT)、撞击定义时间(HDT)和撞击闭锁时间(HLT)的基础上,通过木材顺纹受拉试件破坏过程中的声发射试验确定了受拉木纤维极限应变分布函数的参数,进而建立了木材顺纹受拉损伤模型.分析结果表明,声发射累计振铃计数与木材顺纹受拉细观损伤的累积过程是一致的,可用于反映木材顺纹受拉过程中的损伤演化特征.

燕尾榫约束古建木梁环境温度效应试验研究

为了研究古建木梁在环境温度效应下顺纹方向的应变特征,在拉萨室内布置了一根无约束木梁和一根燕尾榫约束木梁,分别在室温变化下对其进行了空载和分级加载试验.根据试验数据,分别对木材的顺纹方向弹性模量及燕尾榫的拉压刚度、转动刚度进行识别,将各参数识别成随环境温度变化的变量.根据燕尾榫的构造特点,将升温段和降温段识别为不同的拉压刚度.分析了上部荷载、约束条件等因素对梁底顺纹方向应变的影响,试验结果表明:无约束梁在环境温度作用下的应变增量和上部荷载无关,约束梁在环境温度作用下的应变增量随上部荷载的增大而增大.梁端反力对梁底部的二阶弯矩作用引起了附加应变,附加应变随温度和荷载的增大而增大.最后,根据附加应变的理论计算公式,将计算值与实测值对比,二者吻合较好,说明附加应变的理论公式是合理的.

高含水率木材指榫连接后主要力学性能初探

将新采伐(均在纤维饱和点以上)的马尾松(Pinus massoniana)、杉木(Cunninghamia lanceolata)、香樟(Cinnamomum camphora)指榫连接,气干后进行指榫连接处静曲强度、弹性模量、顺纹抗压强度试验,以对应的对照材为参照,探索指榫连接处的有效率。结果表明,3种高含水率木材指榫连接后,指榫连接处会较大幅度降低静曲强度,而同种木材,水平型静曲强度略大于垂直型;指榫连接处静曲强度有效率由高至低依次为:马尾松、杉木、香樟,弹性模量有效率均不<86%;在一定密度范围内,木材的密度越大,指榫连接处顺纹抗压强度有效率越高。

高温热处理低龄桉树木材力学性能分析

在水蒸气保护下,经不同温度(170、190、210℃)、不同恒温时间(2、3、4 h)、不同升温速度(10、15、20℃h^-1)、对低龄桉树木材进行高温热处理改性,按照GB/T1935-GB/T1936国家标准检测处理木材力学性能。结果表明:处理温度对桉树木材CS、MOR和MOE有极显著影响,恒温时间对MOE影响显著。随着处理温度的升高,CS、MOE先增加后减小,MOR逐渐减小;随着恒温时间延长,MOE、MOR逐渐增大,CS先减小后增加;随着升温速度增加,CS、MOE和MOR逐渐增大。处理材MOE高于对照样,CS和MOR略低于对照样。

激光测距方法测量结构材的顺纹抗拉弹性模量

该文以经过120 d、温度90℃条件下窑干干燥处理的56根日本柳杉人工林结构材(110 mm×55 mm×2 500 mm)作为测试试件,介绍了一种利用激光测距系统测量顺纹抗拉弹性模量的方法.首先将试件含水率调至15%,在抗拉试验开始前采用纵向基频振动方法(FFT)得到试件的动态弹性模量(Efr),再利用由激光测距仪、数据采集器和计算机处理系统组成的激光测距系统,测定了顺纹抗拉弹性模量(Et),最后破坏试件完成顺纹抗拉强度(σt)的测定.对Efr、Et和tσ相互关系的比较分析表明,Et的平均值比FFT方法得到的Efr的平均值小7.8%(0.63GPa);Et与Efr具有很好的相关性,相关系数R为0.971,在0.001水平上呈显著相关;Et和σt的相关系数R为0.727,也在0.001水平上呈显著相关.足尺试件的顺纹抗拉测试结果表明,激光测距方法可以准确地测量结构材在顺纹受拉时发生的拉伸变形,从而得到可靠的抗拉弹性模量试验结果.

浸渍塑化杨木单板顺纹弯曲性能研究

本研究以酚醛树脂为浸渍液,杨木单板为木材试样,对经浸渍塑化处理的杨木单板进行三点弯曲试验,探索了木/竹复合层合板的组分材料——塑化杨木单板受不同压力时的顺纹弯曲弹性性能,并分析了其与塑化压力间的关系。结果表明,塑化杨木单板的静曲模量和静曲强度与塑化压力呈非线性关系。通过对杨木单板试验研究,为木材/竹材复合材料制造过程中的结构设计和生产工艺提供一定的理论依据和基本思路,并对产品的设计、组织现场生产和产品质量评估提供一定的参考。

人工林落羽杉力学性能研究

对江汉平原人工林落羽杉物理力学性能进行了研究,结果表明:落羽杉的气干密度为0.413 g/cm3,气干密度等级为轻;综合强度为74 MPa,强度等级为Ⅰ级;径向横纹抗压强度略大于弦向横纹抗压强度;端面硬度最高,弦面硬度与径面硬度差别不大。落羽杉南北面近树皮处木材的密度、抗弯强度、弹性模量、顺纹抗压强度均大于近髓心处,南北方向对落羽杉的密度、顺纹抗压强度在5%水平上差异均不显著,而对其抗弯强度、弹性模量在1%水平上差异显著。