重组竹蠕变性能试验与分析

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重组竹是一种竹纤维复合环保科技仿木材料,是木材的优良替代新材料,可以减少对森林的采伐,环保低碳,重组竹材是当今具有吸引力的新型材料,其良好的力学性能具有广泛的应用前景。蠕变特性是材料力学性能的重要指标。重组竹用作建筑板材时,板材受长期荷载作用可发生过度的蠕变甚至导致最终破坏。目前对重组竹的抗拉压力学性能和蠕变的研究还鲜见公开报道。因此,研究重组竹的蠕变性能,以便在工程设计中提供设计应力,对重组竹材在建筑结构领域的应用具有重要的意义。本文以重组竹为试验材料,进行抗拉和抗压力学性能试验和理论分析,研究其物理力学性质及其破坏形态、计算方法以及材料强度设计指标,并与三种胶合木材料进行比较分析,为重组竹在土木工程中的合理利用提供分析依据。在重组竹的力学试验基础上开展了蠕变试验研究。蠕变试验在哈尔滨室内环境下进行且分为两组:拉伸和压缩蠕变试验。受压应力水平取重组竹压缩平均强度的10%、20%和40%,受拉应力水平取重组竹拉伸平均强度的15%、30%和45%,观测试验时间为210天,然后分析受拉蠕变试验的短期(30天)变化行为。利用自行研制的蠕变试验装置对重组竹进行不同应力水平下的拉伸与压缩蠕变试验,积累了包括试件变形与时间以及试验荷载在内的第一手试验数据。为了更加深入分析重组竹的蠕变性能,分别采用伯格斯(Burgers)模型和Findley方程模型对重组竹长期蠕变试验曲线进行拟合,确定重组竹蠕变本构模型并着重讨论伯格斯(Burgers)模型的相关系数及变化规律。分析结果表明采用Burgers模型和Findley方程模型拟合的拟合度均良好,Findley方程模型在初始应变上均比Burgers模型较为符合试验实际情况;对各个参数的讨论可得出瞬间弹性变形和延迟弹性变形均随着应力水平的增加而增加;重组竹的拉伸短期蠕变行为可以预测长期蠕变试验。
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