落叶松胶合木干湿交替加速老化试验研究

为研究长期温湿度交替变化对胶合木物理力学性能的影响,采用改进ASTM D1037老化方法,开展了落叶松层胶板试件0、3、6次干湿交替的多组老化试验,分析了干湿交替次数对胶合木宏观表征、微观形态、材料密度、顺纹抗压、顺纹抗拉、抗弯及胶层剪切强度等指标的影响.结果表明,试件各项强度指标在干湿交替后均有明显下降;随干湿交替次数增加,试件各项强度指标降幅增加;6次干湿交替后,顺纹抗压、顺纹抗拉、抗弯和胶层剪切强度的降幅依次递增,各指标较0次干湿交替试件分别下降26.75%、29.64%、33.57%和40%;与初始裂缝相比,干湿交替对抗弯强度值影响更为显著;干湿交替次数与不同强度的关系均可采用幂函数拟合;基于交替次数与时间对应关系,分别建立了落叶松胶合木顺纹抗压、顺纹抗拉、抗弯及胶层剪切强度的时变模型.

落叶松胶合木力学性能试验研究

落叶松胶合木是一种对其锯材进行加工形成的工程复合材,为研究其基本力学性能和工程适用性,对落叶松木材试件进行抗拉、抗压及抗弯等试验研究,分析了其破坏形态及机理,得到了落叶松胶合木的抗拉、抗压和抗弯强度及弹性模量。结果表明:落叶松胶合木抗压和抗弯试件经历了弹性、弹塑性和破坏3个阶段,表现为塑性破坏;抗拉试件没有明显的屈服阶段,表现为脆性破坏。基于试验结果和理论分析,结合木结构相关设计标准,提出了落叶松胶合木设计建议值,为实际工程应用提供参考。

结构用集成材落叶松层板指接工艺

【目的】研究指榫对接所需端向压力（指接压力）与榫型参数和嵌合度的关系,探讨榫型、嵌合度、指接压力对指榫胶接力学性能的影响规律,以获得较佳的指榫胶接工艺。【方法】采用5种不同型号的指榫铣刀,分别将兴安落叶松层板的一端加工成具有不同嵌合度的垂直型指榫,将两指榫对接并在力学试验机上加压至齿顶和槽底紧密接触,读取其压力值（各种榫型和嵌合度的试件各10对）,研究指榫对接所需端向压力（指接压力）与榫型参数和嵌合度的关系;对指榫进行手工涂胶（双面施胶,施胶量为180 g·m-2）,根据测试得到的指接压力对各种榫型和嵌合度的开榫木板进行对接加压胶合,试件放置24 h后按照GB/T 26899—2011《结构用集成材》中5.3.3抗弯试验方法 C和5.4抗拉强度试验测试指接部位的弹性模量、静曲强度和抗拉强度（各种榫型和嵌合度的试件各10个,一半用于测试静曲强度和弹性模量,另一半用于测试抗拉强度）,探讨榫型、嵌合度、指接压力对指榫胶接力学性能的影响规律,获得较佳的指榫胶接工艺。【结果】指接压力受嵌合度的影响十分显著,随嵌合度的增大而显著增大,但各榫型下嵌合度与指接压力的关系不尽相同,同时受榫齿长、榫齿角、齿距和槽底宽等影响;各种榫型下嵌合度对指接力学性能（抗拉强度、静曲强度和弹性模量）的影响有很大差别,但仔细比较各榫型嵌合度下的指接压力与抗拉强度、静曲强度和弹性模量的关系可以发现,当指接压力在8-15 MPa时各榫型都有较大的力学强度,且该值随榫齿长度的增加而基本上呈比例地增大。【结论】1）指榫胶接所需指接压力随嵌合度的增大而显著增大,且榫齿角和槽底宽度较小时更加显著;指接压力随榫齿长度的增加而增大;指接压力与嵌合率基本上呈正比,其斜率随榫齿角的增大而减小。2）各榫型的指接强度随榫齿长度的增加而增大;指接压力过小或过大其指接强度均下降,指接压力在8-15 MPa时各榫型都呈现较大的力学强度。3）短齿榫型产生最大指接强度的嵌合度比长齿榫型的大,榫长9和27 mm的榫型产生最大指接强度的嵌合度分别约为0.2和0.1 mm。4）从安全和经济2方面综合考虑,兴安落叶松层板的较佳指接工艺为：榫齿角9.8°、榫齿长15-20 mm、齿槽底宽0.8-1.2 mm、指接压力10-15 MPa、嵌合度0.12-0.20 mm（榫齿较长时嵌合度取较小值）。

不同胶黏剂对俄罗斯落叶松木材胶合性能的影响研究

为验证进口俄罗斯落叶松木材胶合性能,选用4种具代表性的结构用室温固化胶黏剂,根据GB/T 268992011《结构用集成材》进行胶合性能试验,对俄罗斯落叶松及胶黏剂的胶合性能进行分析研究。结果表明:对于俄罗斯落叶松,单组份聚氨酯、双组份聚氨酯和水性高分子异氰酸酯3种胶黏剂的胶层剪切强度和胶层剥离率均满足标准要求,其中双组份聚氨酯和水性高分子异氰酸酯胶黏剂胶合性能优异,单组份聚氨酯胶黏剂胶合性能良好;间苯二酚-甲醛树脂胶黏剂的胶合性能虽能达到标准要求,但不推荐作为结构用胶黏剂。

玄武岩纤维增强落叶松集成材胶合工艺的研究

对聚氨酯胶粘剂制造落叶松集成材/玄武岩纤维增强树脂(BFRP)的胶合工艺技术进行了研究。采用正交试验法考察加压时间、砂光处理、压力对落叶松集成材/BFRP胶合性能的影响并确定优化工艺参数。结果显示:试验的优化工艺参数为A3B2C1,即加压时间为4h,采用80目砂光处理和压力为1.2 MPa。

落叶松胶合木构件横纹受压性能试验研究

为研究落叶松胶合木构件横纹受压性能,选取落叶松为原材料制作胶合木试件,测定落叶松胶合木试件密度、含水率,进行横纹受压性能试验,探讨其破坏模式,并计算横纹抗压强度与横纹抗压弹性模量。试验结果表明:落叶松横纹受压破坏为塑性破坏;密度为0.64 g/cm3的落叶松胶合木构件横纹受压比例极限强度为60.78 MPa;试件含水率为11.3%与12%时的横纹抗压弹性模量分别为:254.8 MPa,245.0 MPa。

兴安落叶松胶合木胶黏剂的选择

论述单组份聚氨酯(PURd)、双组份异氰酸酯(MDI-A和MDI-B)以及间苯二酚(PRF)4种胶黏剂对兴安落叶松胶合木耐久性和力学性能方面的影响,对比、分析不同胶合木的剪切强度和剥离率。结果表明:耐久性方面,间苯二酚类胶黏剂胶合性能明显优于聚氨酯类胶黏剂;在抗剪方面,间苯二酚胶黏剂略优于聚氨酯类胶黏剂;不同来源的同种类胶黏剂由于参数不同胶合强度存在差异。以上研究可为选择和使用胶黏剂提供技术参考。

兴安落叶松胶合木柱力学性能试验研究

该文以兴安叶松为原料,依据木结构设计规范对国产落叶松动弹性模量和静弹性模量进行研究.采用应力应变片与应力波法分别测定其静态、动态弹性模量,结果表明:静弹性模量是动弹性模量的1.23倍.图2,表4,参9.

胶合木空心柱偏心受压力学性能试验研究

为了提高木柱的承载力,提出了一种以兴安落叶松锯材为原材料、使用结构胶粘接形成的胶合木空心截面柱构件。制作了4组共12根胶合木柱试件,通过模型试验分析空心柱在偏心受压状态下的破坏过程、破坏模式与机理,以及承载力、应变、挠度变化规律,并采用实心胶合木柱做对比试验。研究结果表明:同体积材料、同柱高且偏心率相等时,空心柱相比实心柱,其承载力平均提高了20.02%,抗侧移刚度明显增加;偏心受压空心截面柱的破坏模式为首先受压侧木材屈服出现褶皱、然后柱子中部侧面出现竖向裂缝,最终被压溃;实心截面柱首先受压侧木材屈服出现褶皱,然后受拉侧开裂、木材被拉断,发生弯曲拉压破坏。研究成果可为胶合木空心截面柱设计提供理论依据。

碳纤维表面改性及碳纤维增强落叶松集成材的胶合性能

通过碳纤维表面改性来提高碳纤维/间苯二酚胶黏剂之间的黏结界面性能,从而提高碳纤维(CF)增强落叶松集成材(简称为CF/落叶松集成材)的胶合性能和力学性能。分别以低压等离子体和常压等离子体的方法对碳纤维布(CF)进行表面改性,研究了碳纤维表面等离子体处理及处理时间对CF/落叶松集成材胶合界面性能的影响,以及这两种改性方法对碳纤维表面性能和CF/落叶松集成材力学性能的影响。主要研究结果如下:1)确定了本试验条件下等离子处理的最佳工艺,低压等离子体处理时间为1 min,常压等离子体处理时间为10 s时,CF/落叶松集成材胶合性能最佳,静曲强度和弹性模量分别提高。经过处理的碳纤维表面产生刻蚀,表面含氧官能团明显增加。2)通过比较低压和常压等离子体处理碳纤维的效果以及对复合材料性能的影响可知,低压处理效果更好,但是常压处理可以达到改性效果且具有经济性、实际可操作性和可工业化生产等优点。

落叶松胶合木柱轴心受压性能研究

目前国内对速生材落叶松胶合木柱的研究主要局限于短柱,为了研究中长柱和长柱的轴压力学性能,对5组不同长细比的落叶松胶合木柱进行试验研究,分析其竖向应变、横向应变、侧向位移、极限承载力等随长细比的变化规律,探讨长柱的破坏形态和破坏机理。试验结果表明:随着长细比的增加,胶合木长柱的极限承载力逐渐降低,并且逐渐由强度破坏转变为失稳破坏。在落叶松胶合木短柱试验结果的基础上,通过回归分析得到了长柱极限承载力折减系数经验算式,并与GB 50005—2003《木结构设计规范》进行对比,为国产速生材落叶松胶合木柱的设计和推广应用提供借鉴。

落叶松胶合木梁疲劳性能试验研究

胶合木梁的疲劳极限荷载远低于静力极限荷载而易于破坏,通过落叶松胶合木梁的等幅疲劳试验及静力对比试验,分析了落叶松胶合木梁疲劳破坏形态与破坏机理,并研究了其疲劳特性,探讨了弯曲刚度退化规律。结果表明:落叶松胶合木梁的疲劳损伤从受压侧展开,受压侧塑性区高度随循环次数增加而逐渐向受拉侧扩展,最后因试件承载力降低而发生受拉破坏或顺纹剪切破坏;随着疲劳循环次数的增加,疲劳试验梁跨中挠度及拉、压应变逐渐增大,且压应变增幅大于拉应变,但其截面应变分布仍符合平截面假定;经疲劳荷载作用后,梁的弯曲刚度逐渐降低,基本呈线性退化,应力水平越高,其刚度退化越明显,并得出了不同应力水平下落叶松胶合木梁的刚度退化方程;落叶松胶合木梁的疲劳寿命随应力水平的提高而降低,在应力比为0.2,应力水平为0.55倍静力极限荷载时,疲劳极限超过200万次,满足构件有限寿命疲劳设计的要求,说明胶合木梁具有较好的疲劳特性。此外,通过对试验数据进行线性回归分析,初步得出了落叶松胶合木梁的S-N曲线数学表达式。