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。

该文将数字散斑相关方法应用于指接木材的力学性能分析.首先编写了一种新的数字散斑相关计算程序,并通过数值模拟的方法验证其适合于拉伸实验;然后将它用于落叶松指接材的拉伸实验.结果表明,指接材在拉伸时齿根处发生了明显的应力集中现象,拉伸破坏首先从这里开始,另外齿长对落叶松指接材的抗拉强度影响较小;同时也证明了该方法用于木材指形接头的位移应变场分析是可行的.

该文回顾了国内外木材断裂力学的发展现状,并介绍了数字散斑干涉技术在位移、应变、振动和医学诊断等领域中的应用和国内外发展状况,提出了一种新的研究方法,并对该方法作了介绍和探讨。

Elastic modulus of the 17 and 50 loblolly clones were measured by DSCM . The result showed E L, E T and E R of the 17 loblolly clone were 6 110, 1 207, 1 576 MPa, respectively. Those of the 50 loblolly clone, however, were 5 965, 1 308, 1 606 MPa, respectively. In addition, the method of DSCM f...

【目的】探究不同热解条件下竹纤维细胞和薄壁细胞中主要组分的热解规律，分析热解过程对固体残余量和挥发分组成的影响，为竹材热解转化为高品质气体燃料和炭材料提供理论参考和借鉴，为开发清洁高效的梯度炭化及物理活化工艺提供技术支撑。【方法】选取3年生毛竹，利用热重—红外联用分析仪（TG-FTIR）对竹粉、水选分离出的竹纤维和薄壁细胞以及化学法分离获得的细胞壁纤维素、半纤维素和木质素在10、20和30℃·min~(-1)升温速率条件下进行热解特性与气体相对含量的半定量分析。【结果】10℃·min~(-1)、N_2气氛条件下，竹粉、竹纤维细胞和薄壁细胞的主热解阶段发生在180～400℃之间，三者固体残余量分别为19.8%、21.3%和17.5%。竹纤维素、半纤维素和木质素的主热解阶段分别发生在250～400℃、190～365℃和100～500℃之间，纤维细胞和薄壁细胞中纤维素的固体残余量分别为9.9%和6.3%，半纤维素的固体残余量分别为20.2%和18.3%，木质素的固体残余量分别为30.4%和25.8%。热重—红外光谱分析表明，热解产生的气体主要由CO_2、CO和CH_4等组成。纤维素热解产物中含C=O和C—O—C等官能团化合物的相对含量最高为65.8%，半纤维素中CO_2的相对含量最高为42.7%，木质素气体产物中合成气（CH_4、CO）含量最高为27.6%。提高升温速率，纤维素热解产物中含C=O和C—O—C等官能团化合物和木质素中合成气的相对含量减少约5%，半纤维素中CO_2含量增加近10%。【结论】1）竹粉、不同类型细胞及其三组分的热解特性各异，其中薄壁细胞-纤维素的固体残余量最低，纤维细胞-木质素的固体残余量最高；2）竹粉、竹纤维和薄壁细胞及其3种主要组分的热解气体组成类型基本相同，但相对含量存在明显差异，纤维素主要热解气体产物为含C=O、C—O—C等官能团化合物，半纤维素主要热解产物为CO_2和含C=O官能团化合物，木质素主要热解产物为CO_2和含C—O—C官能团化合物；3）随升温速率增加，竹粉、不同类型细胞及其3种主要组分的TG/DTG曲线整体向高温一侧移动，热解气体产物的红外吸收峰强度增加，CO和含C=O官能团化合物的相对含量有所降低。

为了丛生竹材工业化利用提供理论依据,采用比较手法对两种丛生竹材的动态润湿性能进行研究。结果表明:不同液体在不同竹材表面上的接触角都随时间增长以反函数模型呈减小趋势,斜率越来越小。甲酰胺和二碘甲烷在竹材表面形成的初始接触角较蒸馏水大。蒸馏水和甲酰胺在竹材表面的接触角随时间的变化曲线非常接近,从刚接触至2 s,接触角急剧减小,之后变化较缓。二碘甲烷在竹材表面的接触角随时间增长基本保持不变,只稍有下降。经不同处理后的龙竹和车筒竹材表面接触角随时间的变化曲线基本一致,且随时间增长接触角减小的速率越来越小。经过高温和硼酸处理后的竹材表面初始接触角较未处理材大10°左右,高温处理和防霉处理后的表面接触角差...

从我国云南、广州、北京、湖南和安徽等省市采集变色霉变竹材标本,分离纯化得到78株真菌菌株,鉴定为木霉(Trichoderma spp.)、毛霉(Rhizomucor spp.)、曲霉(Aspergillus spp.)、镰刀菌(Fusarium spp.)、链格孢菌(Alternaria spp.)、可可毛色二孢菌(Botryosphaeria rhodina)和稻球黑孢(Nigrospora oryzae)等。选取代表性的菌株进行了生物学特性的研究。营养因子对菌株生长的影响研究表明:碳素营养和氮素营养均影响菌丝的生长及色素形成;温度条件对菌株的生长影响较大,对于大多数菌株而言,28℃是最适生...

竹材的径向应变直接影响到很多竹产品的表面平整度和厚度公差。通过采用动态电阻应变仪对热压不同阶段竹材的径向应变进行检测,表明在压力和温度的共同作用下,在升温阶段,竹材的径向应变经历了由小变大,再由大变小的过程。在保温降压阶段,随压力降低竹材产生径向回弹,径向应变逐渐减小,当压力降到零时,竹材仍保持一定的负应变。在卸压后的自然冷却过程中,随冷却时间延长竹材径向应变呈增加趋势,温差越大,负应变越大。在热压过程的各阶段,在相同压力和温度条件下,不同试样应变值存在较大差异。

【目的】以毛竹Phyllostachys edulis竹材为原料,经球磨分别通过LiCl/DMSO溶剂体系的溶解、再生处理、纤维素酶水解,得到的酶解残渣进行溶剂抽提、纯化,分离出竹材中的再生酶解木质素(RCEL)。【方法】木质素化学成分按照标准方法测定,木质素结构单元的变化通过红外、碱性硝基苯氧化、核磁共振波普分析,采用X射线衍射比较再生前后的纤维素结晶区变化。用凝胶渗透色谱测定木质素的分子量及其分布。【结果】经由化学成分结果得知:RCEL的得率和纯度都较高。经红外、元素分析、硝基苯氧化、凝胶渗透色谱、核磁共振等手段表征表明:分离得到的竹材RCEL为GSH型木质素,缩合程度略高于纤维素酶解木质素(CEL),其中,紫丁香基结构单元含量较高,达50%,分离过程中结构单元比例没有变化。从分子量及其分布来看,竹材RCEL数均分子量和重均分子量都较高,分离过程中木质素降解较少。经X射线衍射分析,经LiCl/DMSO体系溶胀处理后纤维素的结晶度有所下降。RCEL木质素热失重温度为200～600℃,600℃后失重趋于稳定,木质素缩合程度不同会导致不同的热解特性。【结论】基于LiCl/DMSO溶剂体系的分离方法,对木质素大分子结构有较好的保护作用,对碳水化合物有很好的降解作用,可以改变纤维素结晶区的结构,降低结晶度,从而能促进纤维素的降解,提高酶解效率,有利于高效分离CEL。与传统分离方法得到的球磨木质素(MWL)、 CEL相比,经过LiCl/DMSO溶剂体系处理后得到的竹材RCEL,能较好地代表竹材的木质素。图4表5参23

本文对9属26种散生竹材纤维形态、组织比量、纤维素含量和基本密度进行了分析。结果表明,26种竹材纤维长为1.33～2.22mm,平均1.89mm;纤维宽为10.8～18.7μm,平均16.1μm;长宽比为87～153,平均121;壁腔比为1.79～6.42,平均4.16;纤维体积比量为24.16％～48.33％,平均38.61％;纤维素含量为35.86％～45.76％,平均41.80%;基本密度为0.491～0.905g/cm~3,平均0.679g/cm~3。同时,对基本密度与纤维形态、纤维体积比量和纤维素含量的关系作了探讨。从相关分析结果来看,基本密度与纤维长具有显著相关性(r为0.621)...

结合数字图像相关(digital image correlation,DIC)方法高温应用的需求,该文重点对散斑制备技术和高温散斑图像处理技术进行了研究。首先,以高温结构材料为对象,研发了一种基于参数化模板的高温散斑制作工艺。该工艺基于参数化模板,可调整模板中散斑颗粒大小、分布密度和分布随机度等多个参数,成功地在C-SiC复合材料基底上制备出可耐1 200℃高温散斑载体。其次,分析了热气流、热辐射对DIC测量结果的影响,结合图像灰度平均方法、循环高温炉外热气流和光学滤波法等3种手段进行高温散斑图像的修正,并通过热膨胀系数测量实验验证了修正方法的可行性。

【目的】为了提高竹材的高附加值和利用率,竹材梯度结构理化特性相关性的研究对复合材料结构的优化设计显得尤为重要。【方法】以梁山慈竹为研究对象,从竹黄至竹青逐层制备厚度为1 mm的薄竹篾,通过环境扫描电镜(ESEM)、X-射线衍射(XRD)仪等对其梯度结构的力学性能、化学成分和维管束分布进行表征;利用聚类分析和响应面法对影响薄竹篾力学性能的主要因子进行深入研究。【结果】竹篾取样部位随竹黄至竹青的变过过程中,维管束占比逐渐增加3～4倍,木质素含量增高3.54%,半纤维素含量下降4.39%,纤维素结晶度呈先增后降并趋于稳定的变化规律,灰分介于2.55%～3.53%之间,抽提物含量在10%左右。通过聚类分析发现,梁山慈竹中部1～8层(竹黄至竹青)呈梯度结构,分成四大类:Ⅰ类={1层,2层},Ⅱ类={3层,4层},Ⅲ类={5层,6层,7层},Ⅳ类={8层};拉伸强度逐渐增加,维管束个数与力学强度呈线性递增关系。梁山慈竹力学强度与化学成分和维管束分布存在线性关系,呈梯度分布趋势。【结论】通过响应面分析木质素、结晶度和维管束分布对力学强度的贡献,发现各因素对梁山慈竹抗拉强度的影响顺序为:维管束占比>结晶度值>木质素含量,且模型预测误差值不高于1.78%,为竹基复合材料体系配比和结构设计的优化提供基础理论和科学依据。

长条丝竹席和竹材胶合板的原竹利用率分别不超过１９．０％和３０．４％。生产中竹材资源有效利用率较低的主要原因是竹材秆形结构的影响和加工设备及生产工艺的影响。加工利用原竹时不仅要根据竹材结构规律和加工特点进行，而且还要考虑秆形形态的影响。为减小秆形空间弯曲程度，提高资源有效利用率，就必须增设和改造有关设备及生产工艺。

【目的】分析动荷载条件下黄土局部化变形的判断依据和剪切带的特性,探究不同初始应力条件对非饱和黄土剪切带特性的影响。【方法】用动扭剪仪进行陕西杨凌非饱和黄土的动变形试验,分析其动本构关系曲线、动孔隙气压力和阻尼比的变化规律,探讨初始平均主应力和初始主应力方向角对剪切带倾角的影响。【结果】土样的动本构关系曲线、动孔隙气压力随时间变化曲线和阻尼比随动剪应变变化曲线皆为非线性型,其变化规律很好地体现了局部化变形的过程。当初始主应力方向角<45°时,土样的剪切带倾角随着初始平均主应力的增加而呈增加趋势;当初始主应力方向角≥45°时,剪切带倾角随着初始平均主应力的增加呈减小趋势。在初始主应力方向角<45°...

在浙江平阳竹木混交林内,采集3年生大木竹,按标准制成试样,测定了丛生竹种大木竹竹材的各力学性质,并以材性优良的毛竹为参比进行分析。结果发现:大木竹竹材的顺纹抗拉、顺纹抗压、抗劈力和抗弯弹性模量分别为238.0 MPa、75.1 MPa、45.6 N.mm-1和12.6 GPa,比毛竹材的相应值大或与毛竹相当,顺纹抗剪和抗弯强度较毛竹材为低。大木竹的各力学性质间有较密切的相关性,顺拉强度∶顺压强度∶顺剪强度∶抗劈力∶抗弯强度为3.2∶1.0∶0.2∶0.6∶1.8。该研究结果可为大木竹的合理开发利用提供理论依据。