重组竹的单轴与纯剪应力―应变关系

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1、重组竹的单轴与纯剪应力―应变关系　　摘要：重组竹是将竹丝束平行组坯、经高压胶合而成的一种生物质复合材料，是一种极具潜势的建筑结构材料。研究重组竹的基本力学性能和应力应变关系，是建立此类材料本构关系和进行重组竹结构非线性分析的基础。将重组竹理想化为横向各向同性复合材料，通过试验，给出了重组竹各主轴方向的单轴与各主平面的纯剪力学参数，建立了各种应力状态下的应力应变关系。结果表明，重组竹力学性能优于常用的结构用木材，且变异性较小。重组竹顺纹受拉强度约是顺纹受压强度的2倍；横纹受拉强度远远低于横纹受压强度；横切面内的剪切模量及强度远远低于另外两个方向，且横纹剪切强度是顺纹剪切强度的3倍。重组竹的应力应

2、变关系和破坏模式与纤维参与受力程度密切相关。顺纹受拉时，拉应力完全由纤维承担，破坏表现为纤维的脆性拉断，强度最高，应力应变为完全线性关系；其他应力状态下，破坏均发生在基体或纤维-基体界面，若裂纹的扩展受到纤维限制，破坏呈渐进性，强度较低，应力应变曲线由早期的线性关系转入后期的非线性关系；当裂纹的扩展未受到纤维限制，破坏强度最低，应力应变呈线性关系。　　关键词：重组竹；应力应变关系；破坏模式；横观各向同性复合材料　　中图分类号：TU502文献标志码：A文章编号：1674-4764（2015）06-0024-08　　Abstract：ParallelStrandBamboo（PSB）isabioc

3、omposite11composedoflongnarrowparallelbamboostrandswhichareadhesivelybondedunderhighpressure.Ithasmoreandmoreattractivestructuralapplicationsinbuildingandconstructionengineering.It’simportanttowellunderstandthestress-strainrelationshiptodeveloptheconstitutivelawandconductthenonlinearanalysisofPSBstr

4、uctures.ThePSBwastreatedasantransverselyisotropiccompositeintheexperimentandtheuniaxialparametersineachmainmaterialaxisandthepureshearingparametersineachmainmaterialplanewereproposed，andthecorrespondingstress-strainrelationshipsofeachstressstatewerealsoestablished.Theresultsshowthatcomparedwithcommo

5、nusedwoodsinconstructionengineering，PSBhashigherstrengthswithlessvariability.Strengthoftensionparalleltograinisnearlyastwiceasthatofcompressionparalleltograin.Inperpendiculartograindirection，thestrengthoftensionismuchlowerthanthethatofcompression.Shearingintransverse-to-grainplanepresentslowestmodul

6、usandstrengththanthoseshearinginothertwodirections.Theshearingstrengthinperpendiculartograinisasabout3timesasthatofshearinginparalleltograindirection.Thestress-strainrelationshipsandthefailuremodesofPSBaresignificantlydependedonthewayinwhichthefiberparticipated.Inparalleltograindirection，tensiledama

7、gealmostentirely11contributestothebrokenoffibers，whichshowsthehigheststrengthandbrittlebehavioramongallstressstates.Inothercases，whentheexpendingoffailurecracksarerestrictedbyfibers，thedamagepresentsp