燃烧后木材顺纹抗压性能试验研究

为研究木材的耐火性能,对20个兴安落叶松木材试件进行了燃烧试验,其中一半试件涂刷了阻燃剂,得到了不同燃烧时间下的木材炭化层厚度,并用线性拟合得到了木材炭化速率;将燃烧后的试件加工成小试块,进行了木材顺纹抗压试验.结果表明:燃烧会使残余部分木材顺纹抗压强度降低,且试件顺纹抗压承载力也随燃烧时间的增加而降低,其变化规律可用线性函数描述;采用涂刷处理方法的阻燃剂对木材耐火性能的影响主要表现在木材燃烧的早期,能减小炭化速率,但对木材强度损失的影响不大.

非均匀竹材各单层顺纹抗压弹性模量的测定

竹材作为非均匀梯度生物材料因受生物结构的制约难以制作试件单独测定其各单层的力学性能。基于这一原因,提出了"逐次削减法"测定竹材单层力学特性的方法,构建了竹材纵向沿壁厚方向任意单层竹片与整片竹材之间顺纹抗压弹性模量的数学模型。文中介绍了"逐次削减法"模型制作方法,完成了竹材多层顺纹抗压弹性模量的测试,并对竹材各单层顺纹抗压弹性模量计算模型进行了验证。结果表明:竹材各单层顺纹抗压弹性模量呈非线性变化,竹青单层与竹黄单层模量相差较大,二者模量比值最大值达201%,最小值比值为173%。该方法制作试件简单、测试方法简便、计算模型准确、实验结果可靠,有效地解决了竹材单层试件加工及测试难题。为竹材的开发利用与研究提供了重要的基础性数据。

竹材顺纹抗压性能的种间差异及其影响因子研究

为了竹种的快速选择利用,缓解竹原料的供需矛盾。以福建11种主要经济竹种为研究对象,系统测试了其宏观顺纹抗压性能,分析了气干密度、微纤丝角、竹壁厚、维管束的分布等因素对力学性能的影响。研究结果表明:11种竹材顺纹抗压强度种间差异明显,竹材顺纹抗压性能的种间差异主要来源于密度(纤维体积分数),竹壁厚对竹材顺纹抗压性能有一定的影响,这主要是因为竹壁厚与竹材密度两者之间存在一定的相关性;微纤丝角对竹材顺纹抗压性能影响不显著。

密度与含水率双因素作用下重组竹顺纹弹性模量的预测与分析

本研究选取3组不同密度(1.10、1.20、1.30 g/cm^(3))和5组不同含水率(4%,8%,12%,16%,20%)的重组竹试件进行顺纹抗拉、抗压试验,分析不同密度和含水率作用下重组竹顺纹抗拉、抗压弹性模量的变化规律。结果发现,重组竹顺纹抗拉、抗压弹性模量随密度的增大而增大,随含水率的升高而减小并趋于平衡;通过试验研究和数据拟合提出重组竹顺纹抗拉、抗压弹性模量的双参数耦合模型,线性组合模型和ASTM组合模型均能较好地预测重组竹顺纹抗拉、抗压弹性模量随密度和含水率变化后的理论值,顺纹抗拉弹性模量的实测值与线性组合模型和ASTM组合模型预测值之间最大误差为5.28%和8.20%;顺纹抗压弹性模量的实测值与线性组合模型和ASTM组合模型预测值之间最大误差为8.91%和8.67%,因线性组合模型计算更为简便,建议在实际应用中优先选用。

赤水楠竹不同部位的力学性能对比分析

在国家“双碳”政策及国民环保意识普遍增强的背景下,竹材作为工程材料再次受到重视。以贵州赤水河沿岸3~9年生楠竹为例,对不同年份楠竹的底部、中部、顶部分别进行横纹抗压、顺纹抗压、横纹抗弯、顺纹抗拉试验,试验结果表明:赤水楠竹顶部强度明显高于底部;4~5年生赤水楠竹各部位强度变化最小;工程上利用赤水楠竹作为建筑材料时,应优先考虑4~5年或者其他年份赤水楠竹的试验定义的顶部。