毛竹壁厚方向上纤维力学性能差异研究

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中文摘要：竹子具有优异的力学性能,其力学性能很大程度上是源于其内部纤维,因此,对其内部纤维的深入研究对竹子力学性能的揭示有很重要的意义.本文基于纳米压痕仪器,通过连续刚度法(CSM)对竹壁不同部位纤维的力学性能进行了研究.从竹壁的外侧沿径向方把竹壁分为A,B,C三个区域,分别对这三个区域的纤维进行纳米压痕实验,得到它们的纵向平均弹性模量为13.8GPa,12.0GPa和11.3GPa,硬度分别平均为0.29GPa,0.28GPa,0.28GPa.另外,对靠近竹青处纤维进行横向纳米压痕实验,得到其横向弹性模量为6.7GPa,硬度为0.23GPa.由实验结果可知,竹壁最外侧纤维的弹性模量最高,这部分纤维主要承担了竹子所受到的外力;从区域A到区域C竹纤维的弹性模量减少大约为18.1％,但是硬度变化不明显,从竹壁外侧到内侧维管束密度,弹性模量逐渐降低体现了一定的功能梯度性.对比毛竹纤维的纵向和横向弹性模量可知,竹纤维是典型的各向异性材料.

作者：

Guo Zhiming、郭志明、Yang Qingsheng、杨庆生、Liu zhiyuan、刘志远

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作者单位：

北京工业大学机电学院,北京100124

关键词：

毛竹纤维纳米压痕弹性模量力学性能

主办单位：

中国力学学会

会议名称：

中国力学大会2017暨庆祝中国力学学会成立60周年大会

会议时间：

2017-08-13

会议地点：

北京

会议母体文献：

中国力学大会2017暨庆祝中国力学学会成立60周年大会论文集

页码：

1-6

出版时间：

2017