小径级圆竹顺纹抗压强度及其影响因素

【目的】探究测试小径级圆竹顺纹抗压强度的方法,以及纤维鞘体积分数和维管束分布密度对顺纹抗压强度的影响。【方法】以苦竹Pleioblastus amarus、篌竹Phyllostachys nidularia、水竹Phyllostachys heteroclada和早园竹Phyllostachys propinqua等4种小径级竹材(胸高直径50 mm以下)为研究对象,采用圆竹形式的试件探究小径级竹材的顺纹抗压性能测试方法,测试不同长径比(试件长度与直径的比值)试件对顺纹抗压强度的影响。同时,利用基于YOLO深度学习算法开发竹材维管束检测模型对维管束数量和纤维鞘面积进行测定,以探索其对顺纹抗压强度的影响。【结果】不同长径比试件测试结果并无显著性差异,以数据稳定性为准,则2.0倍长径比试件测试结果较为合理。采用该长径比试件测试,早园竹顺纹抗压强度最大,为82.91 MPa,水竹顺纹抗压强度最小,为67.01 MPa。篌竹纤维鞘组织比量最大,为35.64%,水竹最小,为33.05%。苦竹的维管束分布密度最大,达7.94个·mm^(−2),早园竹最小,为5.77个·mm^(−2)。将不同种竹材作为整体对象的研究表明:纤维鞘体积分数正向影响顺纹抗压强度,而维管束分布密度对顺纹抗压强度的影响较小。【结论】小径级竹材顺纹抗压强度的测试宜采用2.0倍长径比试件,控制试件在(90±30)s内压溃。该试验选用的小径级竹材的顺纹抗压性能较为优异,纤维鞘体积分数(y)与顺纹抗压强度(x)之间存在y=260.44x-18.26线性相关性。