毛竹材径向篾抗拉和抗弯性能研究

摘要

【目的】目前对于径向竹篾的相关研究较少,且未有竹节对径向竹篾性能影响方面的研究。研究随高度变化径向竹篾的结构特征、抗弯和抗拉性能变化规律,以及竹节对其力学性能的影响,可为径向竹篾在竹木复合集装箱底板应用中的结构设计和工艺优化提供理论依据以及技术参考。【方法】采用4年生不同高度毛竹制备的径向竹篾,分析不同高度等级的径向竹篾尺寸大小、通直度和竹节等结构特征,并研究其抗拉和抗弯性能随竹筒高度的变化规律以及竹节的影响。【结果】由地面向上沿竹竿方向,上部径向竹篾的结构规整度最差,中部竹篾的通直度高且两端厚度偏差小,下部竹篾的竹节数最多。径向竹篾的抗拉强度和弹性模量随高度的增加而逐渐增大,抗弯强度和模量随高度的增加呈先减小后增加趋势。竹节影响径向竹篾的力学强度,虽然使上、中、下部径向竹篾的抗拉强度分别降低了28.9%、28.4%和10.5%,但却使上、中、下部径向竹篾的抗弯强度分别提高了27.8%、26%和42.4%,这极大提升了集装箱底板的多点负载和抗变形能力。【结论】中部径向竹篾厚度偏差小,通直度高于上、下部竹篾。随高度方向的增加,径向竹篾的抗拉性能逐渐增强,抗弯性能先减小后增大。竹节会影响径向竹篾的结构规整度,虽会降低其抗拉性能,但却能提高其抗弯性能。