毛竹維管束的形態(tài)特征及拉伸力學(xué)性能研究.pdf

1、竹材由維管束和薄壁細(xì)胞組成，其力學(xué)性能主要由維管束提供，維管束是連接微觀到宏觀性能的重要環(huán)節(jié)。本文用機(jī)械剝離的方法制取竹材不同部位的維管束；用激光共聚焦顯微鏡確定維管束的組成與面積；用微型萬能力學(xué)試驗機(jī)測試維管束的拉伸強(qiáng)度和模量。并通過維管束的性能探討各組成單元對維管束性能的貢獻(xiàn)。
　　毛竹由外到內(nèi)，其維管束的形態(tài)由半開放式逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)殚_放式。外層為半開放型，內(nèi)層為開放型。毛竹外層維管束排列緊密，呈錯列排列，維管束面積有規(guī)律的變化。

2、內(nèi)層維管束分布均勻，面積大，差異小。其導(dǎo)管面積和多孔區(qū)面積大，竹纖維鞘面積小。
　　使用力學(xué)實驗機(jī)和視頻引伸計測量了毛竹維管束的拉伸模量和強(qiáng)度，模量在17-65GPa之間，拉伸強(qiáng)度在250-1000MPa之間。毛竹維管束的斷裂屬于脆性斷裂，沒有明顯的屈服點和塑性變形。其破壞模式分為兩種，一是呈鋸齒狀的撕裂，斷口不平整，有高有低；二是較為平齊的臺階式斷裂。毛竹維管束的彈性模量和拉伸強(qiáng)度之間有線性關(guān)系，拉伸強(qiáng)度隨著彈性模量的增加而增加

3、。
　　毛竹維管束簡化為竹纖維相和綜合多孔相，得出竹纖維相和綜合多孔相的基本力學(xué)性能。通過實驗驗證，兩者基本相符。纖維含量對毛竹維管束的彈性模量和拉伸強(qiáng)度有著顯著影響。纖維含量和彈性模量及拉伸強(qiáng)度間也具有很好的線性關(guān)系。隨著纖維含量的增加，彈性模量和拉伸強(qiáng)度都增大。
　　本文通過毛竹維管束拉伸性能的研究，確定維管束的拉伸力學(xué)行為和影響因素；建立微觀的竹纖維和維管束的聯(lián)系，以及維管束和宏觀性能的聯(lián)系，從而可進(jìn)一步探討毛竹微觀和