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[期刊] 林业科学
[作者]
邵卓平 吴贻军 王福利
采用细观力学方法,研究竹材在横弯断裂过程中基本组织开裂与界面脱粘这2种损伤模式的能量吸收机制,并推导得到这2种损伤模式的应变能释放率解析式,以及含垂直纹理裂纹的竹试件在承受弯曲载荷时、横向裂纹转向顺纹启裂时的临界应变能释放率解析式。
[期刊] 林业科学
[作者]
邵卓平 王福利 吴贻军
采用细观力学方法,研究竹材在横弯断裂过程中竹纤维束断裂与抽拔这2种损伤模式的能量吸收机制,并实际计算基本组织开裂、界面分层、竹纤维束断裂、竹纤维束抽拔4种损伤模式对竹材横弯断裂的增韧贡献。结果表明:1)不同组织结构在损伤演化过程中会因不同的能耗而具有不同的增韧贡献,在这4种导致竹材优良强韧性能的主要结构因素中,单位面积上纤维束拔出功对断裂功的贡献最大,其次是纤维束断裂;2)通过对试件的断裂总耗能试验值与按照4种损伤模型计算的耗能理论值进行比较,二者结果很接近,表明本文对竹材不同组织结构在横弯失效中的力学功能所建立的物理模型基本正确。
[期刊] 林业科学
[作者]
郝秀 李澍农 杨春梅 于文吉 余养伦
【目的】聚焦于探究在顺纹劈裂和径向横纹压缩力作用下，竹材在宏观、组织和细胞等不同尺度的断裂行为，剖析外力作用下竹材断裂机制，为竹材新技术、新工艺、新产品开发提供理论依据。【方法】以毛竹为研究对象，对其施加顺纹劈裂和径向横纹压缩作用，利用场发射扫描电镜（FESEM）观察维管束和薄壁组织及导管、纤维和薄壁细胞的断裂形貌和裂纹扩展路径，结合纳米压痕仪测量纤维和薄壁细胞2类细胞壁的微观力学强度，探索竹材在顺纹劈裂和径向横纹压缩力作用下不同尺度的断裂破坏特性。【结果】竹材在顺纹劈裂力作用下，宏观上呈顺纹劈裂破坏，断裂形貌近乎为直线状；在组织层面，维管束中纤维鞘和薄壁组织中沿顺纹劈裂，维管束中导管的细胞壁呈撕裂破坏；在细胞层面，纤维和大部分薄壁细胞为胞间层破坏，有少数薄壁短细胞的细胞壁被撕裂。竹材在径向横纹压缩力作用下，宏观上呈压溃破坏，在顺纹方向形成系列不规则裂纹；在组织层面，维管束受到明显破坏，纤维鞘中形成不规则裂纹，导管的细胞壁被压溃，薄壁组织呈阶梯状分层破坏；在细胞层面，与顺纹劈裂力的破坏模式相似，纤维和大部分薄壁细胞为胞间层破坏，不同的是裂纹在部分薄壁短细胞交接处会发生转向，沿径向拓展，使断裂面呈阶梯状。竹材纳米压痕结果显示，纤维和薄壁细胞的胞间层硬度和模量均低于次生细胞壁。【结论】竹材在不同外力作用下，其宏观破坏行为不同，在顺纹劈裂力作用下呈顺纹劈裂破坏，在径向横纹压缩力作用下呈压溃破坏，但在细胞层面上无论纤维还是薄壁细胞均以胞间层撕裂破坏为主。裂纹在纤维和薄壁细胞的胞间层产生，并沿细胞之间界面的横向和纵向传播，使纤维细胞剥离，纤维鞘被分散成纤维束，薄壁细胞脱落，薄壁组织分层。结合纤维和薄壁细胞壁层的微观力学性能发现，由于胞间层的微观力学强度小于细胞壁层，顺纹劈裂和径向横纹压缩作用引起的胞间层断裂及裂纹在横向和纵向的传播，能实现纤维和薄壁细胞分离。
关键词：
竹材 断裂 劈裂力 压缩力 微力学性能
[期刊] 林业科学
[作者]
邵卓平
研究毛竹材的张开型和剪切型层间断裂行为,并基于能量原理,采用双悬臂梁和端部切口弯曲梁试样测定毛竹材顺纹向的Ⅰ型和Ⅱ型层间断裂韧性GIC、GIIC。结果表明:1)竹材的Ⅰ和Ⅱ型层间断裂韧性是材料固有的属性,分别表征毛竹材对张开型裂纹和剪切型裂纹在层间扩展时的阻力;2)Ⅰ型裂纹扩展区域沿轴向具有光滑纤维与平整基体的特征,表明竹材基本组织强度及竹纤维/基本组织体间的界面强度较弱;Ⅱ型裂纹扩展区域中基体出现锯齿形受剪切变形的特征,表明基本组织在断裂前产生较大的剪切变形,故后者较前者吸收更多的断裂能(GIIC≈2.5GIC)。从整个断口形貌来看,裂纹扩展是在基体间和纤维/基体的界面上进行的,均为自相似断...
关键词：
竹材 层间断裂韧性 Ⅰ型 Ⅱ型
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
田振农 张乐文
通过理论与试验分析相结合的方法,建立木材多尺度力学分析模型,分析木材的宏观力学性质和断裂机理。在假设木材是含裂纹的各向异性材料基础上,建立了断裂力学分析模型,并用该模型研究了含边缘Ⅰ型裂纹的有限大板的应力场和应力强度因子;进一步分析了木板紧凑拉伸时裂纹的几何特征对应力强度因子的影响,建立了应力强度因子的无量纲关系式;结合模型试验,得到木材的横纹断裂韧性和顺纹断裂韧性参数。结果表明:裂纹的存在对其附近应力场的影响很大,在张应力情况下容易引起木材的断裂,而且顺纹断裂韧性与横纹断裂韧性的差别很大。
关键词：
断裂韧性 应力强度因子 正交各向异性
[期刊] 林业科学
[作者]
邵卓平 任海青 江泽慧
以杉木为研究对象从宏观和微观上研究了木材横纹断裂的性质 ,并阐述了木材的强韧机理。研究表明 :木材横纹I型裂纹扩展方式是先沿纤维开裂伸展 ,然后再沿横截面作韧性断裂 ,其扩展过程分线性、稳定和非稳定 3个阶段 ;顺纹启裂时的断裂韧性与试件尺寸无关 ,是木材的固有属性 ;木材因其多胞及纤维增强的多层胞壁结构 ,而具有很强的抗横断韧性 ,不会因裂尖应力奇异性而发生低工作应力破坏 ,故在对含横纹理裂纹的木构件作安全设计时 ,建议仍采用传统的强度准则 ,考虑净尺寸上的常规强度即可。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
李振瑞 李芸琪 林兰英 刘杏娥
【目的】借鉴复合材料中纤维拔出方法探究木材/酚醛树脂（PF）胶合试件真实的界面剪切强度，分析拔出木条的断裂形貌和细胞壁层的破坏模式，为揭示木材胶合界面的断裂机理提供理论支撑。【方法】根据前期试验条件探索，分别制备得到两种类型木材胶合试件：早材木条/PF树脂和早–晚材木条/PF树脂。利用万能力学试验机和超景深三维显微镜测得的数据计算出平均界面剪切强度，采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、扫描电镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）表征手段分析界面相内聚合物分子间作用形式、拔出木条的宏观断裂形貌、微观尺度细胞壁层破坏模式以及裂纹的萌生与扩散。【结果】载荷–位移曲线表明：拔出过程中木条/PF树脂界面相均发生脆性断裂，早材木条/PF树脂的界面剪切强度为（1.23±0.12）MPa，而早–晚材/木条/PF树脂的界面剪切强度为（3.66±0.11） MPa，约为早材木条的3倍。FTIR分析得出：木材与PF树脂聚合物分子间被证实发生化学交联反应，增强界面相黏结性能。SEM结果显示：拔出后埋入顶端早材木条试样的断裂类型为剪切破坏，而埋入底端早材木条的断裂类型为拉伸–剪切破坏共存；拔出后早–晚材木条试样的断裂类型以碎片化拉伸破坏为主。AFM图像表明：拔出后早材木条试样以跨壁层破坏为主，起始裂纹发生在厚度变化较大的相邻管胞壁的S_2层，随后沿着S_1/S_2界面扩展；拔出后早–晚材木条试样晚材细胞S_2层起始裂纹同时沿着CML/S_1和S_1/S_2界面扩展；此外，交叉场区域容易发生应力集中，外部拉力载荷使得射线细胞发生剥离或整体脱落。【结论】PF树脂在早材和晚材中渗透差异导致两种类型胶合界面的剪切强度差异，早材木条和早–晚材木条自身结构和性能的差异性是造成拔出后界面断裂形貌差异的主要原因。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
周先雁 汤威 王智丰 曹磊
开展悬臂横向自由振动法测试以竹片为基本单元的竹集成材弹性模量试验研究,结果发现:长厚比对振动法测试竹材弹性模量影响显著,长厚比大于30时,剪切力和转动对振动的影响可以忽略,而长厚比小于15时,动弹性模量明显小于静弹性模量;竹集成材密度跟动弹性模量呈正比关系;竹集成材动弹性模量与静弹性模量有显著的线性相关性,其相关系数为0.910。研究表明:悬臂横向自由振动法能实现对竹集成板材弹性模量的检测,且具有较高的准确性。
关键词：
竹材 横向自由振动 弹性模量
[期刊] 南开学报(哲学社会科学版)
[作者]
李勇 李姣
伴随现代性之进程，文化与文明在时代转型中与传统发生了断裂。在社会学家安东尼·吉登斯眼中，断裂所以发生，源于现代性“脱域”机制日积月累的影响。现代文明建设非直接引发断裂，它先导生脱域，继而影响文化与文明走向。这一社会学问题所以被关联至诗“学”领域，并将诗歌与诗教话题重新拎起，乃源于其“反脱域”机制在修复与疗治此“断裂”时所可能发挥的积极性与建设性的价值。换言之，在疗治现代性所导致的文化与文明断裂问题上，作为对吉登斯理论的反向演绎，中华诗教的“反脱域”机制在学理上提供了可能性的路径与方案。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
眭子凡 易文
【目的】土体抗剪强度增量?S是衡量植物根系固土效果的重要指标,针对目前计算?S的力学模型精度不高、计算过程复杂等问题,本论文对根系固力学模型进行改进,以期提高生态边坡稳定性分析的准确性。【方法】本文运用断裂力学与功能原理,探究植物根系破坏失效模式,提出基于Griffith断裂准则下的根系固土力学模型。选用寒旱环境下代表护坡植物霸王Zygophyllum xanthoxylon、柠条锦鸡儿Caragana korshinskii根-土复合体的直剪试验数据,采用回归分析方法分析其根径与抗拉指标间的相关性,验证根系固土力学模型的合理性、有效性。【结果】理论分析表明,植物根系对土体抗剪强度增量与根系断裂韧性G_p决定,可表示为?S=kG_p,其中G_p由植物根径、根系弹性模量及土体横截面积等参数决定。直剪试验数据分析结果显示,植物根径与抗拉力呈线性关系,与抗拉强度呈幂指数关系。根系在剪切破坏失效过程中,表现为断裂、拔出及滑移3种状态,其中断裂主要发生在根径较小的侧根处。【结论】直剪试验数据验证的结果表明,构建的根系固土力学模型简便可靠,土体抗剪强度增量的预测误差值保持在15%左右,精度较高,可为根系固土力学效应预测及生态边坡稳定性评价提供理论依据,具有广泛的应用前景。
关键词：
植物根系 断裂韧性 力学模型 抗剪强度
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
穰中文 周清明 符习勤
以野败型雄性不育系V20A及其保持系V20B为核心材料,应用荧光显微、半薄切片和扫描电子显微镜技术,比较分析了不育与可育水稻花药及花丝的形态特征差异。结果表明:正常可育水稻花药气孔带(IMS2)分布的常开状气孔及其角质化表皮细胞保障了花药的正常失水,失水导致快速伸长的花丝中形成"气塞",进而形成反向拉扯开裂带(IMS1)两侧纤维层的裂药"驱动力",纤维层细胞内外壁非均匀增厚决定裂药受力方向,而花药表面纤维层细胞次生增厚的"V"形分布特征决定了花药开裂的位置顺序。
关键词：
水稻 花药开裂 裂药腔 囊间带 次生加厚
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
李杰 秦太验
针对带环向表面裂纹海洋石油管道断裂可靠性问题,利用权函数方法,给出了计算裂纹前沿应力强度因子的积分表达式,进而导出了能满足工程精度要求的应力强度因子的实用计算公式。采用极限分析方法建立了带裂纹海洋石油管道断裂可靠性评估模型,给出了断裂失效概率和可靠度的计算公式。典型算例数值计算结果表明:应力强度因子随裂纹深度和长度的增大而增大,这与《应力强度因子手册》(科学出版社)的结果一致;当弯矩不变,裂纹深度和长度、管道壁厚和半径,及轴力为随机变量时,带裂纹海洋管道的可靠度随轴力均值的增大而减小。
[期刊] 林业科学
[作者]
及金楠 田佳 瞿文斌
【目的】研究根系黏聚力Wu氏模型的修正系数,可提高Wu氏模型的精确度,进而提高造林边坡稳定性评价的准确性。【方法】针对Wu氏模型对根系黏聚力的高估问题,以刺槐和侧柏根系为研究对象,应用复合材料学的连续破坏理论,阐述根系的渐进失效过程,提出基于连续断裂过程的根系黏聚力Wu氏模型修正系数,即断裂修正系数,并研究不同算法间修正系数的差异性以及修正系数与根截面积比之间的关系。【结果】根系断裂修正系数随算法(P<0.001)、树种(P<0.001)和土层深度(P<0.001)的变化而有显著差异;位移控制式算法引入的
[期刊] 西南农业学报
[作者]
杜刚 刘其宁 吴学英
采用五元二次正交旋转组合设计,对亚麻纤维断裂强力与锌、铜、硼、锰和钼肥5因素的定性定量关系进行研究,建立了断裂强力与5项因子的数学模型,并对回归模型进行显著性测定。结果表明:试验断裂强力数据与所采用的二次数学模型符合,二次回归方程与实际情况拟合较好。对模型进行解析和模拟检验,最终在2155个组合方案中,农艺组合方案最优为667 m2喷施锌肥(X1)442.0~471.5 g、铜肥(X2)387.0~413.0 g、硼肥(X3)303.6~320.9 g、锰肥420.0~445.0 g、钼肥17.6~18.8 g,可获得较高的断裂强力。
关键词：
亚麻 微量元素 断裂强力 数学模型
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