膠合竹高溫下基本性能試驗(yàn)研究.pdf

1、竹材是綠色環(huán)?？稍偕牧希哂猩L速度快、產(chǎn)量高等優(yōu)點(diǎn)，用其加工制作的膠合竹材料具有優(yōu)良的加工性能和力學(xué)性能，是一種具有廣闊應(yīng)用前景的高強(qiáng)生物質(zhì)結(jié)構(gòu)材料。但是，膠合竹材具有可燃性，缺乏耐火性能相關(guān)研究嚴(yán)重阻礙了現(xiàn)代竹結(jié)構(gòu)的發(fā)展，因此為推進(jìn)膠合竹材的工程應(yīng)用，本文對膠合竹材料高溫下的熱物理性能、力學(xué)性能及炭化性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究，主要研究內(nèi)容及結(jié)果包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)運(yùn)用熱重-差式掃描量熱儀測定了膠合竹材料從室溫至400℃的

2、比熱容，得到膠合竹比熱容隨溫度變化的關(guān)系曲線和熱重分析曲線;采用熱常數(shù)分析儀測定膠合竹材料常溫至280℃的導(dǎo)熱系數(shù)和熱擴(kuò)散系數(shù)隨溫度變化的規(guī)律。
　　(2)采用電子萬能試驗(yàn)機(jī)，分別對膠合竹的三個(gè)材料主軸方向進(jìn)行了常溫以及高溫下的單軸壓縮、拉伸和剪切試驗(yàn)，得到了各溫度條件下壓、拉應(yīng)力-應(yīng)變曲線和破壞形態(tài)，并分析了主要力學(xué)性能指標(biāo)（彈性模量、極限強(qiáng)度、極限應(yīng)變等）與溫度的關(guān)系。
　　(3)按照ISO834標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線，進(jìn)行4組2

3、0個(gè)膠合竹板單面受火試驗(yàn)，研究膠合竹板單面受火條件下的炭化性能。結(jié)果表明:膠合竹單面受火炭化速度與受火時(shí)間呈非線性關(guān)系，隨著受火時(shí)間增大炭化速度逐漸減小;膠合竹板單面受火炭化性能與紋理方向有關(guān)，橫紋徑向炭化深度（速度）大于橫紋切向，兩者比值在1.5～1.6之間;給出膠合竹板單面受火炭化深度及炭化速度非線性模型。
　　(4)按照ISO834標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線，進(jìn)行6組12個(gè)膠合竹梁三面受火和四面受火試驗(yàn)，研究膠合竹梁多面受火條件下的炭化性

4、能。結(jié)果表明:膠合竹多面受火炭化深度不僅與紋理方向有關(guān)，還與受火面位置有關(guān);多面受火后，膠合竹梁矩形截面角部由于遭受雙向熱傳遞而變?yōu)閳A弧形;非圓角區(qū)炭化深度（速度）與單面受火炭化深度（速度）基本一致，圓角區(qū)炭化深度明顯大于非圓角區(qū)，非圓角區(qū)炭化深度和圓角區(qū)炭化深度隨時(shí)間變化的規(guī)律與單面受火相似;給出膠合竹多面受火炭化深度和炭化速度模型，并在此基礎(chǔ)上給出多面受火名義炭化深度與炭化速度的模型。
　　(5)運(yùn)用ABAQUS有限元軟件對膠