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不同温度下毛竹抗弯力学性能 被引量:1
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作者 李海涛 周文静 +2 位作者 吴义强 陈晨 许伟 《林业科学》 北大核心 2025年第2期163-171,共9页
【目的】探究温度对毛竹抗弯力学性能的影响,为竹材在极端环境下的建筑结构应用提供数据支持和理论依据。【方法】以贵州省赤水市3~6年生毛竹为研究对象,制作有竹节和无竹节2种类型试件各66个;设置11个目标温度(-60、-40、-20、0、20、6... 【目的】探究温度对毛竹抗弯力学性能的影响,为竹材在极端环境下的建筑结构应用提供数据支持和理论依据。【方法】以贵州省赤水市3~6年生毛竹为研究对象,制作有竹节和无竹节2种类型试件各66个;设置11个目标温度(-60、-40、-20、0、20、60、100、130、175、185和200℃)进行三点弯曲试验,测试毛竹的抗弯强度和抗弯弹性模量,分析温度对毛竹抗弯力学性能的影响规律;利用相关性分析,探讨温度与抗弯强度、抗弯弹性模量的关系,并提出毛竹抗弯强度温度影响系数与温度以及抗弯弹性模量温度影响系数与温度的二次函数方程;通过微观结构观察,分析低温和高温条件下毛竹细胞壁的变化情况,揭示毛竹抗弯力学性能变化的内在机制。【结果】温度对毛竹抗弯力学性能具有显著影响,随着温度升高,毛竹的抗弯强度和抗弯弹性模量呈显著下降趋势;当温度升至200℃时,有竹节和无竹节试件的抗弯强度分别为常温下(20℃)抗弯强度的31%和31%,抗弯弹性模量分别为常温下抗弯弹性模量的44%和41%;相较而言,当温度降至-60℃时,有竹节和无竹节试件的抗弯强度分别为常温下(20℃)抗弯强度的116%和115%,抗弯弹性模量分别为常温下抗弯弹性模量的135%和128%;低温条件下毛竹表现出较高的强度和明显的脆性,高温条件下则表现出较低的强度和较大的塑性变形;竹节对抗弯强度的影响较小,无论是低温还是高温条件,有竹节和无竹节试件的抗弯强度差异均不明显;竹节对抗弯弹性模量具有显著不利影响,尤其在-40~130℃范围内表现明显;微观结构分析表明,低温条件下毛竹细胞壁保持完整且紧密,有助于力学性能提升,高温条件下由于水分蒸发和化学成分转化,毛竹细胞壁软化并逐渐变薄,其力学性能显著下降。【结论】在极端环境条件下,毛竹抗弯力学性能受温度变化的显著影响,低温有助于增强毛竹强度,但会导致更高的脆性;高温会削弱毛竹强度,并导致较大的塑性变形;竹节对毛竹抗弯强度影响较小,但对弹性模量具有一定不利影响。 展开更多
关键词 竹材 温度 竹节 抗弯强度 抗弯弹性模量
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不同构型集成竹格栅夹芯板抗弯性能 被引量:1
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作者 王智丰 周李承 《北京林业大学学报》 北大核心 2025年第1期147-155,共9页
【目的】针对集成竹利用效率不高,使用形式较为单一的问题,探索其轻质、高效特性的先进结构形式,这对推动竹材在工程领域的应用方面具有重要意义。本研究旨在探究不同构型格栅芯体对集成竹格栅夹芯板弯曲性能的影响,选出不同格栅构型中... 【目的】针对集成竹利用效率不高,使用形式较为单一的问题,探索其轻质、高效特性的先进结构形式,这对推动竹材在工程领域的应用方面具有重要意义。本研究旨在探究不同构型格栅芯体对集成竹格栅夹芯板弯曲性能的影响,选出不同格栅构型中抗弯性能最优的结构,为其在实际工程的应用提供理论依据。【方法】以集成竹为原材料,通过嵌锁法分别设计加工3种具有不同构型(三角形格栅、方形格栅和Kagome形格栅)的集成竹格栅夹芯板。对不同格栅芯体的集成竹格栅夹芯板进行四点弯曲试验,探讨夹芯板结构的受弯性能,分析夹芯板结构在受弯荷载下的破坏机理、跨中挠度、抗弯刚度和极限承载力的变化规律,并对3种不同芯体集成竹格栅夹芯板结构的比强度和比刚度进行对比。同时,采用有限元方法建立集成竹格栅夹芯板四点弯曲试验模型,并进行数值模拟分析。【结果】3种不同构型格栅芯体的集成竹格栅夹芯板结构在受弯加载过程中均表现为剪切破坏。三角形集成竹格栅夹芯板的承载能力最好,三角形和Kagome形格栅极限承载力分别为38.7和27.5 kN,较极限承载力22.5 kN的方形格栅增加了71.9%和22.2%;同时三角形集成竹格栅夹芯板的比强度为133.5 kN·m/kg,较方形(94.6 kN·m/kg)和Kagome形(96.7 kN·m/kg)分别提高了41.2%和38.1%。有限元模型的模拟结果与试验结果较一致,能有效预测集成竹格栅夹芯板的弯曲性能。【结论】3种格栅构型中三角形集成竹夹芯板弯曲性能最优,能够更好地发挥集成竹轻质高强的性能优势。研究结果可为竹材在工程领域的应用提供一种高效的结构形式及理论依据。 展开更多
关键词 结构板材 有限元法 失效模式 弯曲强度 集成竹夹芯板 格栅构型
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基于文献可视化的竹基材料研究热点与趋势分析
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作者 李言 陈然 宋莎莎 《木材科学与技术》 北大核心 2025年第3期72-81,共10页
使用CiteSpace软件对2004—2024年中国知网和Web of Science核心期刊数据库收录的竹基材料领域论文进行可视化处理、整理、总结、归纳竹基材料的发展趋势和未来的研究方向,并对年发文量、发文作者和关键词进行分析。研究发现,中国知网和... 使用CiteSpace软件对2004—2024年中国知网和Web of Science核心期刊数据库收录的竹基材料领域论文进行可视化处理、整理、总结、归纳竹基材料的发展趋势和未来的研究方向,并对年发文量、发文作者和关键词进行分析。研究发现,中国知网和Web of Science发表的关于竹基材料的论文数量整体呈上升趋势;发文作者的合作多集中于特定群体之间,尚未形成紧密的、广泛的作者合作网络。研究机构间的研究网络已初步形成,但机构间的协作仍有待加强。对竹基材料的研究热点逐渐趋于多元化,不仅聚焦于材料本身的性能优化和功能拓展,还涉及标准体系建设、产业化应用和环境可持续发展等多个维度。未来研究将以“以竹代塑”倡议为牵引,通过交叉学科协同创新,推动竹基材料的功能化创新和“以竹代塑”的产品开发。 展开更多
关键词 竹基材料 CITESPACE 可视化分析
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竹集成材-竹胶板钉节点力学性能
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作者 陈国 应飞飞 +2 位作者 张鹏 陈烽城 殷铭扬 《中南林业科技大学学报》 北大核心 2025年第7期156-163,共8页
【目的】针对传统木桁架在承载力方面的不足以及其在破坏时易发生整体垮塌的问题,提出一种新型的竹集成材(Laminated bamboo lumber,LBL)桁架。LBL桁架以LBL为弦杆和腹杆,各杆通过竹胶板(Bamboo plywood,BP)和钢钉相连。节点作为各个杆... 【目的】针对传统木桁架在承载力方面的不足以及其在破坏时易发生整体垮塌的问题,提出一种新型的竹集成材(Laminated bamboo lumber,LBL)桁架。LBL桁架以LBL为弦杆和腹杆,各杆通过竹胶板(Bamboo plywood,BP)和钢钉相连。节点作为各个杆件相互连接的关键部位,其性能直接关系到桁架的稳定性和承载能力。深入研究单调荷载作用下的LBL-BP钉节点的力学性能对于推广应用LBL桁架具有积极的意义。【方法】以荷载与BP主轴的夹角θ为参数,对6个纯剪、12个剪-拉和12个剪-压试件进行破坏性试验,探讨其破坏机理和受力性能。【结果】试件的破坏模式包括BP板断裂、钉子穿透BP板、钉帽下的BP板局部承压破坏以及钉子“双铰”破坏。纯剪和剪-拉节点的破坏主要表现为BP板断裂和钉子“双铰破坏”,而剪-压试件以钉子“双铰破坏”为主。部分试件的钉帽陷入BP板中或穿透BP板。纯剪试件的极限承载力与角度无关。相同角度下的剪-拉试件的极限荷载均高于剪-压试件的极限荷载。角度θ相差90°时,试件的承载能力基本一致。荷载-位移曲线无明显屈服点,5%钉直径偏移法估算的屈服荷载更符合实际情况,Hassanieh模型能够较好地反映节点在各个受力阶段的荷载-位移本构关系。【结论】揭示了钉节点的破坏机理,探讨了承载能力、延性和刚度,提出了荷载-位移本构模型。研究成果为竹桁架的应用提供了设计依据和参考。 展开更多
关键词 竹集成材 桁架 钉节点 承载力 荷载-位移本构模型
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竹集成材格栅夹芯板轴心受压性能
5
作者 王智丰 汤舒畅 +3 位作者 彭熙之 王达 张仲凤 李贤军 《林业科学》 北大核心 2025年第9期173-183,共11页
【目的】探究竹集成材格栅夹芯板的轴心受压性能,提出其轴心受压承载能力计算公式,为竹集成材格栅夹芯板在工程领域的应用提供技术参考和理论依据。【方法】以竹集成材为原材料,采用隔断法制备了4种不同长宽比的格栅夹芯板。在两端铰接... 【目的】探究竹集成材格栅夹芯板的轴心受压性能,提出其轴心受压承载能力计算公式,为竹集成材格栅夹芯板在工程领域的应用提供技术参考和理论依据。【方法】以竹集成材为原材料,采用隔断法制备了4种不同长宽比的格栅夹芯板。在两端铰接的边界条件下,对试件进行面内轴向压缩试验,研究长宽比对试件承载能力、纵向应变、侧向位移的影响规律,并探讨不同长宽比试件的破坏形态和破坏机理;基于有限元仿真模拟验证试验结果,并通过参数化扩展分析明确理论计算公式的适用性边界。【结果】竹集成材格栅夹芯板的轴压受力过程主要分为:弹性阶段、弹塑性阶段和破坏阶段;长宽比为1、2、3的试件破坏模式为局部屈曲破坏,长宽比为4的试件破坏模式为整体屈曲破坏;相较于长宽比为1的试件,长宽比为2、3、4的试件承载力分别下降了7.92%、12.18%、18.27%;考虑材料各向异性和芯材剪切变形影响得到的夹芯板屈曲承载力计算公式具有较高的准确性,局部屈曲承载力计算值与试验值偏差在0.86%~2.83%,整体屈曲承载力计算值与试验值误差在8%以内;参数化分析表明,理论计算公式在长宽比1~7范围内具有较高计算精度,公式计算值与试验值、有限元模拟值的相对误差控制在10%以内。【结论】随着长宽比的增加,竹集成材格栅夹芯板的承载力有所降低,破坏模式由局部屈曲破坏转变为整体屈曲破坏;竹集成材格栅夹芯板的受压性能理论计算较为准确,能够为其工程应用提供可靠的理论支撑。 展开更多
关键词 竹集成材 格栅夹芯板 轴心受压 长宽比 承载力
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重组竹高温处理后的Ⅰ型断裂力学特性
6
作者 吴前煌 郭任坤 +3 位作者 郭楠 饶久平 杨文斌 盛叶 《林业工程学报》 北大核心 2025年第4期19-27,共9页
重组竹材料内部存在微裂纹和层间空隙,高温处理后如果承受冲击荷载,容易发生断裂破坏,影响结构性能。选取3个无量纲裂缝长度(0.4,0.5,0.6)、5个含水率(4%,8%,10%,12%,16%)和6个试验温度(20,80,130,180,230,280℃)为参数,进行重组竹横纹... 重组竹材料内部存在微裂纹和层间空隙,高温处理后如果承受冲击荷载,容易发生断裂破坏,影响结构性能。选取3个无量纲裂缝长度(0.4,0.5,0.6)、5个含水率(4%,8%,10%,12%,16%)和6个试验温度(20,80,130,180,230,280℃)为参数,进行重组竹横纹直槽半圆盘试件三点弯曲断裂试验。为了对比加载率对重组竹横纹Ⅰ型断裂韧度的影响,通过分离式霍普金森压杆(SHPB)控制气压达到3种不同的加载速度,分别以冲击速度6,7,8 m/s为参数,分析断裂韧度随温度、含水率及冲击速度的变化规律,并提出了动力影响系数公式。试验结果表明:重组竹横纹Ⅰ型动态断裂韧度在相同无量纲裂纹长度和冲击速度下的变化趋势和准静态加载条件下基本相同,随着含水率由4%上升至16%,断裂韧度呈先上升后下降的趋势,在含水率为10%时断裂韧度最大;随着温度由20℃上升至280℃,断裂韧度呈逐渐下降趋势,当温度超过180℃时,部分试件的断裂韧度下降程度更为明显。通过研究重组竹在高温处理后的断裂力学特性,为重组竹材料的相关规范制定提供了理论基础,从而促进其在工程结构领域的广泛应用。 展开更多
关键词 重组竹 霍普金森压杆(SHPB) Ⅰ型 断裂韧度 高温处理
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高温热处理竹材自然老化后表面真菌侵染及其群落特征分析
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作者 李文轩 黄芳 +5 位作者 庞群艳 贺磊 黄慧 宋建忠 熊琴 何文 《林业工程学报》 北大核心 2025年第4期28-36,共9页
以氮气为保护介质的高温热处理竹材在应用过程中仍然存在严重的真菌侵染问题,且其群落特征尚未明确。为此,本研究对高温热处理竹材在自然老化过程中的真菌侵染群落特征及其多样性进行系统考察。采用形态学观察并结合ITS序列分析鉴定真... 以氮气为保护介质的高温热处理竹材在应用过程中仍然存在严重的真菌侵染问题,且其群落特征尚未明确。为此,本研究对高温热处理竹材在自然老化过程中的真菌侵染群落特征及其多样性进行系统考察。采用形态学观察并结合ITS序列分析鉴定真菌种类,并利用宏基因组学技术,对比分析不同热处理竹材自然老化过程中侵染真菌的群落差异与物种组成。结果表明:随着热处理温度升高,竹材表面真菌感染数量呈降低趋势;菌株鉴定结果显示,真菌侵染竹材均含有曲霉属(Aspergillus)和青霉属(Penicillium),未处理竹材另含有黑孢属(Nigrospora),160和180℃处理组分别含镰孢属(Fusarium)与梨孢属(Apiospora);高通量测序显示,子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota)为主要优势菌群,曲霉属为优势菌属,未处理竹材、200和220℃热处理竹材的次优势菌为青霉属,而160和180℃处理组的则为节担菌属(Wallemia)。研究进一步发现,高温热处理后竹材真菌感染数量随温度上升而显著降低,群落多样性和丰富度随温度升高呈先增后降趋势,但不同处理组间侵染真菌的群落结构未呈显著差异。本研究通过对高温热处理竹材自然老化后表面真菌侵染的群落特征研究,可为热处理竹材防霉技术开发提供重要的理论支撑和指导。 展开更多
关键词 热处理竹材 自然老化 真菌侵染 宏基因组学 真菌特征
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基于改进可变形-端到端目标检测模型的竹片缺陷检测方法 被引量:2
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作者 马良城 徐筱茹 伍希志 《森林工程》 北大核心 2025年第2期349-359,共11页
目前,虽然已经有一些基于图像处理技术的竹片缺陷检测方案,但这些方案检测存在种类较少、实用性较差且难以部署在机器上等缺陷,为此,提出一种改进的竹片缺陷检测模型。该模型为改进的可变形-端到端目标检测(Deformable-DETR)模型,首先... 目前,虽然已经有一些基于图像处理技术的竹片缺陷检测方案,但这些方案检测存在种类较少、实用性较差且难以部署在机器上等缺陷,为此,提出一种改进的竹片缺陷检测模型。该模型为改进的可变形-端到端目标检测(Deformable-DETR)模型,首先将骨干网络替换成由DCNv3卷积为核心而堆叠设计的InternImage,该网络在保留卷积神经网络(CNN)先验特性的情况下还能捕捉到长距离依赖,使提取到的特征空间语义更丰富;然后在特征提取后新增一个采样模块,该采样模块将图像特征抽象为精细的前景特征和少量粗糙的背景特征,不仅能去除冗余的背景特征信息,还能提取高语义前景信息;最后引入一种新颖的协作混合分配训练策略,该策略通过训练由一对多标签分配监督的多个并行辅助头,提高编码器在端到端检测器中的学习能力。此外,使用数据增强来扩展数据集,并使用迁移学习,以增强竹片缺陷的检测。试验结果表明,该改进方法可以提高模型的缺陷特征提取与解析的能力,并在测试数据集上取得了85.7%mAP50(全类平均精确度),单张图片推理时间为0.28 s,检测精度优于其他主流目标检测模型,为竹片缺陷检测提供新的方法。 展开更多
关键词 缺陷检测 深度学习 空间特征采样 协作混合分配训练 计算机视觉
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竹材非对称性弯曲行为对弯曲构件性能的影响 被引量:1
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作者 李喆喆 施江靖 +3 位作者 陈红 吴智慧 季加贵 胡永茂 《北京林业大学学报》 北大核心 2025年第4期168-176,共9页
【目的】竹材因其自身结构差异(如非对称性弯曲行为),在相同工艺条件下制备的弯曲构件品质不稳定。本研究旨在探索不同部位竹条在不同弯曲模式下的成型规律,以提高竹条弯曲构件制备的可控性,并为其工艺优化提供科学依据。【方法】采用... 【目的】竹材因其自身结构差异(如非对称性弯曲行为),在相同工艺条件下制备的弯曲构件品质不稳定。本研究旨在探索不同部位竹条在不同弯曲模式下的成型规律,以提高竹条弯曲构件制备的可控性,并为其工艺优化提供科学依据。【方法】采用一体式弯曲成型工艺,研究竹青侧受压(TypeⅠ)和竹黄侧受压(TypeⅡ)两种弯曲模式下,竹秆不同部位(基部、中部、梢部)竹条的弯曲性能以及弯曲构件的弯曲合格率、最小弯曲半径范围和弯曲稳定性。【结果】竹秆中部竹条的纤维体积分数最高,基部次之,梢部最低,且竹条的弯曲性能与纤维体积分数呈正相关。在相同部位,TypeⅠ模式下竹条的弯曲强度和模量高于TypeⅡ模式,但TypeⅡ模式下竹条的弯曲韧性更高。TypeⅡ模式更易于成功制备弯曲构件,并可实现更小的弯曲半径。相比基部与梢部,中部竹条制备的弯曲构件的弯曲合格率更高,中部竹条在TypeⅡ模式下的最小弯曲半径(R)范围为30 mm<R≤60 mm。弯曲构件的弯曲稳定性与竹条的纤维体积分数呈负相关,具有最高纤维体积分数的中部竹条弯曲构件回弹角最大。【结论】竹秆不同部位的竹条在径向弯曲载荷作用下表现出显著的非对称性弯曲行为。在制备竹条弯曲构件时,可根据所需弯曲程度选择合适的竹秆部位和弯曲模式。使用中部竹条并采用TypeⅡ模式,能够有效提高弯曲构件的合格率和性能稳定性,尤其适用于制备弯曲程度较高的构件。 展开更多
关键词 竹材 弯曲构件 非对称性弯曲行为 弯曲成型 纤维体积分数 弯曲稳定性 力学性能 结构特性
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深共晶溶剂(DES)预处理协同聚乙烯醇(PVA)浸渍处理增强增韧竹材
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作者 何忠伟 高宇 彭尧 《北京林业大学学报》 北大核心 2025年第8期162-172,共11页
【目的】竹材因其天然渗透性较差,传统树脂浸渍改性虽能提升其强度,但会使其脆性增加,韧性降低,难以满足高强度、高韧性应用需求。为此,本研究提出一种深共晶溶剂(DES)预处理协同聚乙烯醇(PVA)浸渍处理竹材的改性方法,旨在同步提升竹材... 【目的】竹材因其天然渗透性较差,传统树脂浸渍改性虽能提升其强度,但会使其脆性增加,韧性降低,难以满足高强度、高韧性应用需求。为此,本研究提出一种深共晶溶剂(DES)预处理协同聚乙烯醇(PVA)浸渍处理竹材的改性方法,旨在同步提升竹材的强度与韧性,并阐明其增强增韧机理。【方法】本研究以毛竹为原料,采用乳酸/氯化胆碱的DES体系对竹材进行预处理,通过提高竹材内部孔隙率和渗透性来改善其韧性。在此基础上,以PVA为改性剂对DES处理后的竹材进行浸渍处理。通过表征处理材的微观形貌、孔隙结构、尺寸稳定性和力学性能,深入探究DES与PVA协同增效的机理。【结果】DES预处理增加了竹材的孔隙率,其比表面积较未处理组最大提高49.96%,且新增孔隙中大孔和介孔的比例更高,为后续的PVA浸渍提供了更多空间。相比于未处理材,预处理后的竹材冲击韧性最大提高10.97%,但抗弯强度略有下降。经过PVA浸渍处理后,改性竹材的强度和韧性均得到提升。特别是经DES预处理(110℃、2 h)后浸渍PVA的竹材试件,其冲击韧性、抗弯强度和弹性模量分别较未处理材提高了14.50%、6.65%和34.33%。微观形貌表征表明,PVA填充在细胞腔与细胞间的孔隙中,增强了细胞间的连接,有效分散了外界载荷,从而实现了强度和韧性的同步提升。【结论】DES预处理协同PVA浸渍处理有效突破了竹材改性中强度与韧性难以兼顾的瓶颈,显著提升了竹材在家具和建筑工程等领域的应用潜力。此外,改性材的低增重率以及DES的可回收利用性进一步降低了原料成本,为产业化应用提供了便利。 展开更多
关键词 毛竹 深共晶溶剂(DES) 聚乙烯醇(PVA) 浸渍 孔隙率 渗透性 力学性能 冲击韧性
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CTAB高温水热处理对原竹渗透性能的影响
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作者 王哲宇 武新星 +7 位作者 樊启政 张浩良 韩帅波 王慧 张艳 孙芳利 刘红征 金敏 《竹子学报》 2025年第2期48-57,共10页
【目的】针对原竹渗透性能差的问题,采用在水热预处理过程中添加2wt%十六烷基三甲基溴化铵(CTAB),研究不同温度(140、160、180℃)CTAB水热处理对原竹渗透性能的影响。【方法】采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、压汞... 【目的】针对原竹渗透性能差的问题,采用在水热预处理过程中添加2wt%十六烷基三甲基溴化铵(CTAB),研究不同温度(140、160、180℃)CTAB水热处理对原竹渗透性能的影响。【方法】采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、压汞法和X射线光电子能谱(XPS)等测试手段对改性原竹的化学组分与理化性能进行分析表征。【结果】CTAB的添加改变了水热处理竹材的性能,表面疏水性有所提高,处理材的渗透性显著提高,吸水增重率从10.25%提高至25.78%。处理温度为160℃时,CTAB改性原竹的渗透性能最佳。【结论】相较于水热处理,CTAB水热处理显著提高了原竹表皮渗透性能。 展开更多
关键词 十六烷基三甲基溴化铵 原竹 渗透性能 水热处理 疏水性
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竹青层增强竹材耐候性的作用机制
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作者 车皓莹 王玉娇 +1 位作者 孔令凤 彭尧 《北京林业大学学报》 北大核心 2025年第9期153-161,共9页
【目的】圆竹与竹质复合材料已广泛用作户外建筑结构材,二者耐候性能差异的核心在于竹青层的存留与否。现有研究多聚焦于去青竹材,对竹青层在自然劣化中的真实作用与机制缺乏系统认知。本研究旨在探索竹青层在光老化、霉变和腐朽劣化过... 【目的】圆竹与竹质复合材料已广泛用作户外建筑结构材,二者耐候性能差异的核心在于竹青层的存留与否。现有研究多聚焦于去青竹材,对竹青层在自然劣化中的真实作用与机制缺乏系统认知。本研究旨在探索竹青层在光老化、霉变和腐朽劣化过程中的作用及其机制。【方法】以去青和带青竹材为对象,在实验室模拟自然劣化环境,分别对两种竹材进行人工紫外加速光老化、霉变和腐朽处理。用色度仪、光泽度仪和接触角仪记录表面性能变化,并以扫描电镜和红外光谱表征微观形貌与化学结构,以解析竹青层在劣化过程中的真实作用及其机制。【结果】在光老化后,带青竹材的表面总色差和接触角较去青竹材分别减少了60.18%和51%。经苯-醇抽提后,去青竹材表面酸性增强,而带青竹材酸性略有下降。去青竹材表面开裂严重,细胞壁结构溃散,壁层间分离;带青竹材表面仅出现细小裂纹,劣化程度较轻。化学分析进一步证实,带青竹材表面的光降解程度较低,表明竹青层具有一定的耐光老化能力。在霉变与腐朽实验中,带青竹材的质量损失率分别为4.89%和16.39%,均低于去青竹材的6.33%和27.11%,表明竹青层还具有一定的抗微生物劣化性。【结论】研究表明竹青层对竹材的光老化、霉变和腐朽具有一定的防护作用。竹青层的蜡质层和硅质层作为物理屏障,能够削减紫外辐射和水分渗透,并可阻挡真菌孢子及菌丝侵入,从而隔离竹材内部细胞与外部劣化因子,进而提高竹材整体的耐候性。 展开更多
关键词 竹青层 光老化 霉变 腐朽 耐候性
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金佛山方竹竹秆角部与边部解剖构造差异
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作者 张祎玮 刘一萌 +1 位作者 林剑 赵福泽 《东北林业大学学报》 北大核心 2025年第12期79-86,共8页
选取采自贵州省合肥市桐梓县野生金佛山方竹林3年生天然金佛山方竹(Chimonobambusa utilis(Keng)P.C.Keng),每株试样自竹材基部约50 cm处自下向上分别截取1 m长的3段竹段,作为轴向下部、中部、上部3个部位,从其中心竹节位置取2 cm高的竹... 选取采自贵州省合肥市桐梓县野生金佛山方竹林3年生天然金佛山方竹(Chimonobambusa utilis(Keng)P.C.Keng),每株试样自竹材基部约50 cm处自下向上分别截取1 m长的3段竹段,作为轴向下部、中部、上部3个部位,从其中心竹节位置取2 cm高的竹环;将金佛山方竹节间横截面在圆周方向划分为角部与边部,将横截面径向从竹黄到竹青按照2∶1∶1的比例划分为内部、中部、外部;将轴向上部、中部、下部的竹环,分别制备4 mm(弦向)×T(径向)×20 mm(轴向)竹块试样(T为竹秆壁厚),采用切片法制备显微观察切片;将轴向上部、中部、下部的竹环,按照圆周和直径方向分别制备2 mm(弦向)×2 mm(径向)×10 mm(轴向)火柴棒大小的试样,采用离析法制备用于纤维尺寸测量试样(单根纤维制备);按照试验设计,测量组织比量、维管束、纤维细胞、薄壁细胞及壁层结构等解剖结构,分析金佛山方竹不同轴向部位方形截面处角部与边部竹秆主要解剖特征的差异。结果表明:基本组织比量自竹秆上部至下部逐渐增加,纤维组织比量则减少;角部基本组织相对较多,纤维及输导组织较少,边部则相反。角部与边部维管束密度,随竹秆轴向自上而下、横向由内向外均呈增大趋势,且角部密度大于边部;竹秆轴向上部的角部维管束尺寸小于边部,而轴向中部、下部则角部维管束尺寸较大。角部纤维细胞和薄壁细胞的长度、宽度及壁厚均大于边部;纤维细胞各亚层比例相近,角部厚亚层厚度大于边部,而薄壁细胞亚层差异不大。金佛山方竹竹秆角部与边部解剖构造特征存在一定差异,特别是竹秆轴向中部的角部与边部差异性更显著。 展开更多
关键词 金佛山方竹 竹秆 角部 边部 解剖构造
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4种丛生竹维管束和纤维形态径向与轴向变化规律
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作者 张涛鹏 张双燕 +3 位作者 王传贵 武恒 章瑞婷 武文萍 《世界竹藤通讯》 2025年第5期14-22,共9页
采用显微图像分析方法,对云南4种丛生竹(勃氏甜龙竹、龙竹、黑毛巨竹和缅甸龙竹)的维管束和纤维形态进行研究,探究其维管束和纤维形态在竹秆轴向和径向上的变化规律,以期为云南丛生竹资源的高值化利用提供依据。结果表明:4种丛生竹维管... 采用显微图像分析方法,对云南4种丛生竹(勃氏甜龙竹、龙竹、黑毛巨竹和缅甸龙竹)的维管束和纤维形态进行研究,探究其维管束和纤维形态在竹秆轴向和径向上的变化规律,以期为云南丛生竹资源的高值化利用提供依据。结果表明:4种丛生竹维管束形态大小在轴向上随竹秆高度增加逐渐减小,维管束分布密度和纤维鞘组织比量则逐渐增大;在径向上,由竹青向竹黄,维管束形态大小先增大后减小,维管束密度和纤维鞘组织比量则逐渐减小;在径向不同部位间维管束形态大小和分布密度差异显著,可用于判断竹青和竹肉的分界。4种丛生竹平均纤维长度均大于1600μm,长宽比均大于100,平均壁厚6.89~9.94μm,平均腔径2.9~4.03μm,壁腔比均较大。纤维长度、宽度和壁厚在轴向上的变化规律因竹种不同而不同,在径向上则表现为中间层部位均大于最外层和最内层部位。 展开更多
关键词 丛生竹 维管束 纤维形态 竹材性能 云南
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高温蒸汽预处理对竹展平板开裂规律及性能的影响研究
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作者 林风 郑翼轩 +3 位作者 龚严 章卫钢 鲍敏振 李延军 《竹子学报》 2025年第1期37-45,共9页
【目的】探究高温蒸汽预处理对竹展平板开裂规律及性能的影响,分析不同蒸汽处理温度和时间下竹展平板的抗裂性能、尺寸稳定性、化学成分等变化规律,优化竹展平加工技术。【方法】选取毛竹(Phyllostachys edulis)为研究对象,对剖分竹筒进... 【目的】探究高温蒸汽预处理对竹展平板开裂规律及性能的影响,分析不同蒸汽处理温度和时间下竹展平板的抗裂性能、尺寸稳定性、化学成分等变化规律,优化竹展平加工技术。【方法】选取毛竹(Phyllostachys edulis)为研究对象,对剖分竹筒进行160、180、200℃和6、8、10 min高温饱和蒸汽预处理,随后进行展平和干燥。采用扫描电镜、氮气吸附、X射线衍射、红外光谱等方法分析处理后竹展平板的微观孔隙结构、结晶度、化学成分和结构变化。【结果】研究表明,高温蒸汽预处理显著改变了竹展平板的细胞壁形态,减少了孔隙体积;红外光谱和结晶度分析显示高温处理后减少了亲水性基团,同时提高了尺寸稳定性。高温蒸汽预处理显著改善竹展平板的抗裂性能,在180℃处理10 min时,开裂数量最少,同时结晶度达到最优。此外,高温处理减小了竹展平板的孔隙直径和提高了粘弹性特性。【结论】高温蒸汽预处理技术有效降低了竹展平板的开裂率,提高了尺寸稳定性,为高质量竹材加工和应用提供了理论基础和技术支持。 展开更多
关键词 毛竹 高温蒸汽预处理 微观结构 开裂
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竹材定长避节锯切方法设计
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作者 徐志远 施文娟 朱振源 《竹子学报》 2025年第2期68-77,共10页
【目的】针对现有竹材初加工阶段存在自动化程度低、安全隐患大、产量低等问题,该文提出1种竹材定长避节锯切方法,旨在推动竹材初加工行业健康发展。【方法】通过两部工业相机之间的距离进行定长测量,并使用YOLOv5算法识别竹节位置,结... 【目的】针对现有竹材初加工阶段存在自动化程度低、安全隐患大、产量低等问题,该文提出1种竹材定长避节锯切方法,旨在推动竹材初加工行业健康发展。【方法】通过两部工业相机之间的距离进行定长测量,并使用YOLOv5算法识别竹节位置,结合中心线确定与竹节的相对位置,进而通过二分法设计的避节策略实现精确锯切。【结果】样机测试结果表明,采用竹材定长避节锯切方法的自动锯竹机满足当前初加工生产需求,能够保证竹段两端25 mm内不存在竹节,避节成功率达到100%,同时平均加工效率达到30.12 m·min^(-1)。与传统锯竹机相比,样机锯切效率提升了约43%,劳动力成本降低了50%以上。【结论】该文提出的方法可有效促进竹材初加工行业向规模化、自动化、智能化方向发展。 展开更多
关键词 定长避节锯切方法 竹材 YOLOv5 二分法
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竹材初加工自动化生产线设计与实现 被引量:1
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作者 沈嵘枫 王沅栋 +1 位作者 邹炀 钟文斌 《世界竹藤通讯》 2025年第1期36-41,共6页
目前,竹材初加工在锯竹、破竹、捆扎等锯切生产工序上仍处于半自动化水平,严重制约着生产效率和经济效益的提高。为提高生产效率及产品质量,减少人力成本,设计了原竹自动送料、竹蔸优选锯切及收集、竹节智能识别及精准避让、竹段可调定... 目前,竹材初加工在锯竹、破竹、捆扎等锯切生产工序上仍处于半自动化水平,严重制约着生产效率和经济效益的提高。为提高生产效率及产品质量,减少人力成本,设计了原竹自动送料、竹蔸优选锯切及收集、竹节智能识别及精准避让、竹段可调定长定段及自动出料、竹梢直径实时检测及锯切、原竹智能避节定段和智慧安全保障等技术系统,实现了竹材锯竹、破竹、刨竹、竹条捆扎等环节全过程的自动化运行。该竹材初加工自动化生产线可大大提高竹材初加工效率和竹材利用率,降低能耗和成本,从而为竹产业高质量发展提供有力支持。 展开更多
关键词 竹材初加工 生产设备 自动化生产线 成本与效益
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树脂相对分子质量对重组竹物理力学性能的影响
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作者 李晓艳 李能 +2 位作者 包永洁 饶飞 陈玉和 《林业工程学报》 北大核心 2025年第6期43-50,共8页
合成重均分子量(M_(w))为300~900的酚醛(PF)树脂,并采用热压工艺制备重组竹,研究树脂相对分子质量对重组竹耐水性能、力学性能和孔隙结构的影响。结果表明,树脂相对分子质量对重组竹的吸水厚度膨胀率、静曲强度和剪切强度无显著影响,但... 合成重均分子量(M_(w))为300~900的酚醛(PF)树脂,并采用热压工艺制备重组竹,研究树脂相对分子质量对重组竹耐水性能、力学性能和孔隙结构的影响。结果表明,树脂相对分子质量对重组竹的吸水厚度膨胀率、静曲强度和剪切强度无显著影响,但抗压强度随着树脂相对分子质量的增加而显著下降。这主要与热压过程中树脂通过纹孔渗透进入竹材细胞壁内部的能力有关。其中,M_(w)为505的树脂制备的重组竹物理力学性能优异,其吸水厚度膨胀率和吸水宽度膨胀率分别为7.98%和0.81%,静曲强度和弹性模量分别达到219.7 MPa和33 GPa,远超LY/T 3194—2020《结构用重组竹》中最高强度等级28E-165f的要求。因此,由低相对分子质量PF树脂制备的高性能重组竹可作为结构材被广泛应用于建筑领域。 展开更多
关键词 重组竹 酚醛树脂 相对分子质量 耐水性能 力学性能 孔隙结构
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竹材工业加工剩余物制备保温材料的工艺和性能
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作者 王冰冰 杨豪杰 +3 位作者 田飞宇 陈豪 王少聪 徐信武 《林业工程学报》 北大核心 2025年第6期64-70,共7页
基于节能对新型保温材料的需求,减少建筑能耗实现节能减排和提高工业竹加工剩余物的高值化利用,以工业竹废料为原料、酚醛树脂(PF)为胶黏剂试制生物质保温材料。试验研究了不同密度(0.4,0.5,0.6和0.7 g/cm^(3))和施胶量(8%,10%,12%和14%... 基于节能对新型保温材料的需求,减少建筑能耗实现节能减排和提高工业竹加工剩余物的高值化利用,以工业竹废料为原料、酚醛树脂(PF)为胶黏剂试制生物质保温材料。试验研究了不同密度(0.4,0.5,0.6和0.7 g/cm^(3))和施胶量(8%,10%,12%和14%)对板材保温性能、抗压强度和吸湿性能的影响。结果表明,密度对材料传热性能和抗压强度影响极显著,施胶量对传热性能影响不显著,但有利于控制吸湿率。当施胶量为10%时,随着密度的降低,导热系数变小,当保温板密度为0.4 g/cm^(3)时导热系数最低,仅有0.06 W/(m·K),比密度为0.7 g/cm^(3)的试样降低40%,随着密度从0.4 g/cm^(3)增加到0.7 g/cm^(3),抗压强度提高了19.4倍;当板材密度为0.4 g/cm^(3)时,随着施胶量的增加,板材导热系数为0.059~0.063 W/(m·K),其保温性能差异不大,但是在对应33%,56%,75%和97%4个相对湿度水平下,8%施胶量材料的平衡吸湿率分别为5.67%,8.49%,12.46%和23.66%,比施胶量14%时的平衡吸湿率分别提高2.34,1.92,3.35和4.93个百分点。研究结果为竹加工剩余物在建筑节能新材料领域的高值化利用提供了借鉴。 展开更多
关键词 竹碎料 加工剩余物 保温材料 导热系数 吸湿率
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竹集成材激光雕刻模拟仿真与参数优化
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作者 刘佳豪 任娜 李荣荣 《中南林业科技大学学报》 北大核心 2025年第8期183-195,206,共14页
【目的】提升竹集成材的雕刻装饰美观度、提高竹集成材激光雕刻的生产效率,解决因激光雕刻参数选择不当而引起的加工质量问题。【方法】以竹集成材为研究对象,构建激光雕刻有限元仿真模型,探究激光功率、切割速度和扫描精度对竹集成材... 【目的】提升竹集成材的雕刻装饰美观度、提高竹集成材激光雕刻的生产效率,解决因激光雕刻参数选择不当而引起的加工质量问题。【方法】以竹集成材为研究对象,构建激光雕刻有限元仿真模型,探究激光功率、切割速度和扫描精度对竹集成材雕刻表面的温度场与形貌变化的影响规律。同时,利用响应曲面法研究激光雕刻工艺参数对竹集成材的雕刻深度、表面色差和粗糙度的影响,验证有限元仿真模型的合理性并进行参数优化。【结果】激光功率主要影响雕刻表面的雕刻深度和表面色差,雕刻深度与表面色差均随着激光功率的增加而增加。切割速度对竹集成材的雕刻深度、表面色差和粗糙度均有显著影响,切割速度较小时,雕刻深度、表面色差和粗糙度都随着切割速度的增加而降低;切割速度较大时,表面色差随着切割速度的增加而降低,而雕刻深度与粗糙度的下降幅度逐渐缩小并趋于平衡。扫描精度主要影响雕刻深度与雕刻表面粗糙度,雕刻深度和垂直于竹集成材纤维方向的粗糙度(⊥R_(a))均随着扫描精度的增加而增加,而平行于竹集成材纤维方向的粗糙度(∥R_(a))呈现先减小后增大的趋势。经参数优化,激光功率设置为15.6~20.8 W、切割速度为196~300 mm·s^(-1)、扫描精度为200~368 dpi时,雕刻表面2个方向的粗糙度均小于25 μm,同时可兼顾雕刻深度和颜色效果的需求。【结论】有限元仿真模型能够准确模拟激光雕刻过程中竹集成材表面温度场与形貌变化;响应曲面模型具有较高的拟合优度,可用于预测激光雕刻竹集成材的雕刻深度、表面色差和粗糙度变化。 展开更多
关键词 激光雕刻 竹集成材 有限元 响应曲面 参数优化
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