【完整版】竹子的力学特性
竹材物理力学性质的研究
竹材物理力学性质的研究竹材是一种优质的木材，拥有很高的使用价值。
对竹材物理力学性质的研究，为确定其用途、利用率提供了重要的理论基础。
本文主要介绍了竹材物理力学性质的研究，包括竹材的形状特征、竹材的木质素特征、竹材的力学特性、竹材耐久性特性及其其他性能特征等内容。
一、竹材的形状特征竹材的形状特征主要有圆柱形，圆柱形的竹材具有较大的内力，耐久性高；此外，还有椭圆形，椭圆形的竹材具有较大的内力，耐久性也较高；另外还有圆角矩形、四角形，这类竹材的使用价值也较高。
二、竹材的木质素特征竹材的木质素的主要成分有：淀粉、木质素、胶质成分等。
淀粉是一种多糖，它可以增加竹材的强度，木素提供竹材韧性，胶质改善了竹材的力学性能和耐久性。
三、竹材的力学特性竹材具有良好的弹性，在一定变形下仍可恢复原来的形状，是一种介质有限的弹性体。
其冲击强度可达800～1000NmMpa，表明竹材具有较高的强度。
四、竹材耐久性特性竹材具有较高的耐久性，能抵抗海洋气候等恶劣环境，且耐久性随温度和湿度的变化而变化，能抵抗腐朽潮湿环境。
五、竹材其他性能特征竹材具有优良的机械性能，耐久性较高，能耐受较大的应力变动。
具有较高的耗散性和韧性，能抑制构件的塑性变形，并可以抗振动的能力。
综上所述，竹材的形状特征、木质素特征、力学特性、耐久性特性及其他性能特征具有重要的研究意义，一定程度上为确定竹材用途和利用率提供了参考和重要依据。
针对竹材物理力学性质的研究，我国对竹材进行了广泛的研究。
但是，由于实验条件不一致，不同地区的研究结果参差不齐，需要进一步的研究。
未来，应以竹材物理力学性质的变化为研究重点，从木材力学理论、热物理性质、多级抗弯特性等方面，深入探究竹材的物理力学性质，为竹材的用途提供科学依据。
总之，对竹材物理力学性质的研究具有重要的现实意义，有助于提高竹材利用率，为更广泛的应用发挥出更大的潜力。
希望我国政策部门可以加大竹材科学研究工作的力度，为我国竹材产业发展做出应有贡献。
竹子材料结构特征
竹子材料结构特征竹子作为一种天然生物材料，拥有独特的结构特征和优异的力学性能，使其在多个领域具有广泛的应用价值。
本文将从竹子的微观结构、纤维特点、力学性能以及应用前景等方面，深入探讨竹子材料的结构特征。
一、竹子的微观结构竹子的微观结构是其优异性能的基础。
竹子主要由纤维素、半纤维素和木质素等有机高分子化合物构成，这些化合物在竹子细胞壁中形成了一种复杂的网状结构。
竹子的细胞壁分为初生壁、次生壁和胞间层，其中次生壁是最厚的部分，也是竹子力学性能的主要承担者。
次生壁由多层微纤丝组成，这些微纤丝以螺旋状排列，形成了竹子特有的“纤维增强复合材料”结构。
这种结构使得竹子在纵向上具有极高的强度和刚度，同时在横向上也具有一定的柔韧性。
此外，竹子的细胞壁中还含有许多空隙和管状结构，这些结构有助于减轻竹子的重量，提高其比强度和比刚度。
二、竹子的纤维特点竹子的纤维是其结构中的重要组成部分，具有许多独特的特点。
首先，竹子纤维具有较高的长径比，这使得纤维在受力时能够有效地传递载荷，提高材料的整体强度。
其次，竹子纤维表面具有许多微小的凹槽和凸起，这些结构增加了纤维之间的摩擦力，有助于提高材料的抗滑移性能。
此外，竹子纤维还具有较好的弹性和韧性，这使得竹子材料在受到冲击或弯曲时能够吸收更多的能量，从而提高其抗冲击和耐疲劳性能。
同时，竹子纤维的天然可再生性也使其成为一种环保的材料选择。
三、竹子的力学性能竹子的力学性能是其结构特征的直接体现。
由于竹子具有独特的纤维增强复合材料结构，使得其在力学性能上表现出许多优异的特点。
首先，竹子在纵向上的强度和刚度非常高，甚至可以与一些金属材料相媲美。
这使得竹子在建筑、桥梁、家具等领域具有广泛的应用潜力。
其次，竹子在横向上具有一定的柔韧性，这使得它能够在受到侧向力时发生弯曲而不断裂。
这种性能使得竹子在抗风、抗震等方面具有独特的优势。
此外，竹子的耐疲劳性能也非常好，能够在长期反复受力的情况下保持稳定的性能。
竹子的力学原理浅析
从照片中可以看出，台北 101 大楼采用了分节的设计思路，而这一设计思路 正是来源于竹节结构。竹子因竹节的构造使抵抗横向及剪切的能力增强。101 大 楼被分为 11 节，这样的设计使得 101 大楼在抗震和防风的能力上都得到了极大 的提升。
5
度也随之增大。例如，当 0.7时，W空 1 0.72 2 ，即其抗弯强度是同等条 W实 1- 0.72
件下的 2 倍。
由弯曲正应力公式 My可知：杆件受到一定的弯矩后，离中性轴越远， Iz
对应的弯曲正应力也就越大，因此中性轴附近应力很小，如此如果做成实心轴， 那么中性轴附近材料的性能就没有得到充分发挥。例如，汽车传动轴所采用的空 心圆截面内外径之比约为 0.944，若改为实心轴，且要求它与原先的空心轴强度 相同，那么空心轴的质量只为实心轴的 31%。可见，空心轴减轻重量，节约材料 的特性非常明显。
定量证明。
建立力学模型：
将竹子视为空心圆截面杆件，与等截面面积的实心圆截面杆件进行力学分析。
设实心圆截面直径为 d，空心圆截面大径为 D1，小径为D2。
面积相等：
4
d2
4（D12
-
D22）
那么两者的抗弯截面系数：
1
W实
d3 32
W空
D13（1 - 32
4）（其中
D2 D1
）
二、空心圆截面杆的稳定性分析
有的竹子非常结实高大，比如山区常见的房屋材料毛竹，在自身重力的作用 下，稳定性会受到影响，下面进行稳定性定量分析。
定性分析竹子的力学特性(红色推荐)
定性分析竹子的力学特性结12，高鸣，2001010132初次见到竹子的人大概都为竹子如此之细却能长那么高而感到惊讶，尤其是竹子多生长在南方，而且最茂密的季节是夏季，很难想象竹子在南方夏天的狂风骤雨中如何屹立不倒。
笔者试图通过自己有限的一点知识，从竹子的结构出发浅谈竹子的受力优点。
先看一下竹子的结构有哪些特点。
竹子的断面是圆环形，中空，一般直径6厘米，壁厚0.5厘米，大约每隔15厘米有一个实心坚硬的竹节。
对于空心固体的受力性能，意大利科学家伽利略曾经做过专门的研究，这里摘录如下：“人类的技艺（技术）和大自然都在尽情地利用这种空心的固体。
这种物质可以不增加重量而大大增加它的强度，这一点不难在鸟的骨头上和芦苇上看到，它们的重量很小，但是有极大的抗弯力和抗断力，麦秆所支持的麦穗重量，要超过整株麦茎的重量，假如与麦秆同样重量的物质却生成实心的而不是空心的，它的抗弯和抗断力就要大大减低。
”“实际上也曾经发现并且用实验证实了，空心的棒以及木头和金属的管子，要比同样长短同样重量的实心物体更加牢固，当然，实心的要比空心的细一些。
人类的技艺就把这个观察到的结果应用到制造各种东西上，把某些东西制成空心的，使它们又坚固又轻巧。
”竹子在自然界中主要受自重荷载和风荷载。
在自重荷载下（无风时），竹子相当于一根受压杆，根据欧拉公式，临界荷载：22)(l EI F Pcr µπ= ，对于竹子，E 是它的材料性能，取决于竹纤维的强度，生长在土地上长度系数2=µ，这些都是常数。
除去长度因素外，还和截面抗弯刚度Pcr F EI 成正比。
显然，在同样的重量下，把截面作成空心圆环对于提高抗弯刚度EI 是最有利的。
计算表明，假如把竹子做成实心的，则其抗弯能力是原来的1/10。
因此，竹子特有的空心圆环形的截面保证了它的受压整体稳定性，从而能提高其生长高度。
那么竹子如何保证受压局部稳定性呢？竹节的作用此时就体现了。
竹节所起到的作用与箱形截面柱中横向加劲肋是一样的，从而保证了竹子的受压局部稳定性。
淡竹的竹构造与力学性质
淡竹的竹构造与力学性质淡竹是一种常见的竹材品种，其竹构造和力学性质是研究者关注和探索的重要领域。
淡竹的竹构造和力学性质对于了解竹材的各种特性以及应用于建筑、工艺品和家具等领域具有重要意义。
本文将重点介绍淡竹的竹构造和力学性质，以期对淡竹的相关知识有更深入的了解。
淡竹的竹构造是指竹材的组织结构和形态特征。
淡竹的竹构造主要由竹杆和竹节构成。
竹杆是竹子的主干部分，由多个竹节相连而成。
每个竹节由外部的竹鞘和内部的竹节髓构成。
竹鞘是竹杆外部的一层薄壳，起到保护竹节的作用。
竹节髓是竹杆内部的髓质，具有较高的含水率。
淡竹竹节髓的含水率较高，因此其竹材具有一定的柔韧性和弹性。
淡竹的力学性质是指竹材在外部力作用下的响应和变形特性。
淡竹具有较高的抗压强度和抗弯强度。
研究表明，淡竹的抗压强度可达到50MPa以上，抗弯强度可达到100MPa以上。
这使得淡竹在许多结构和工程领域具有广泛的应用潜力。
淡竹的抗拉强度和抗剪强度相对较低，但仍具有一定的强度和可塑性。
淡竹的力学性质还与其湿度和温度密切相关。
湿度和温度的变化会导致淡竹材料的尺寸和形态发生变化，从而影响其力学性质。
淡竹在湿度较高的环境中，由于竹节髓的含水率会增加，导致竹材的柔韧性和弹性增强。
而在干燥的环境中，淡竹的竹杆会由于含水率的下降而变得更加坚硬和脆弱。
因此，在实际应用中需要根据具体环境的湿度和温度情况来选择合适的淡竹材料。
除了以上提到的竹构造和力学性质，淡竹还具有其他特点和优势。
首先，淡竹具有较轻的质量和良好的韧性，使得其在建筑和结构领域中具有广泛的应用潜力。
其次，淡竹具有较好的耐久性和耐腐蚀性，能够较好地适应恶劣环境条件。
再次，淡竹具有较好的隔热性能和吸音效果，使得其在室内装修和家具制造等领域得到广泛应用。
总之，淡竹的竹构造和力学性质对于了解竹材的特性和应用具有重要意义。
淡竹竹构造由竹杆和竹节构成，竹鞘和竹节髓是其重要组成部分。
淡竹具有较高的抗压强度和抗弯强度，但抗拉强度和抗剪强度较低。
竹子的特点和品质
竹子的特点和品质1.生长快速：竹子是一种极具生长力的植物，能够在短短几个月内迅速生长到成熟。
相比之下，木材的生长周期通常需要几十年甚至更长时间。
这使得竹子成为一种可持续利用的资源，可以为人们提供丰富的材料。
2.强度高：尽管竹子看似纤细，但它的强度却非常高。
竹子的纤维结构紧密，且具有优良的抗压、抗拉、抗弯强度。
有些竹子甚至能够承受比木材更大的负荷。
因此，在建筑、家具和工艺品等领域中，竹子被广泛应用于各种载荷要求较高的构件和结构。
3.轻盈柔韧：虽然竹子的强度很高，但它的密度相对较低，使得竹材在相同体积下具有更轻盈的重量。
而且竹子具有一定的柔韧性，能够在一定程度上抵抗外力的作用。
因此，竹子制成的家具和建筑结构既能够满足强度要求，又能够减少自身的重量，提高使用的方便性和舒适性。
4.耐腐蚀：竹子具有抗真菌和抗虫蚀的特性，使其更加耐腐蚀。
相比木材，竹子的抗腐性更强，可以在潮湿和高湿度环境下保持较长时间的稳定性。
这使得竹子成为一种理想的建筑材料，常用于室内装修、地板、园林景观等场合。
5.美观大方：竹子具有独特的形态和美丽的颜色，给人一种清新、雅致的感觉。
竹子的竹节和竹筋可以作为装饰元素运用于家具、手工艺品等设计中，使其更加富有特色和艺术感。
此外，竹子还可以通过烘烤和染色等工艺加工，产生不同的纹理和颜色效果，进一步丰富了竹子的装饰应用。
6.环保可持续：竹子是一种环保的资源，它在生长期间不需要使用农药、化肥等化学品，也不会对环境造成污染。
由于竹子的生长速度快，成熟周期短，因此可以快速进行再生和更新，对于森林资源的保护非常有利。
同时，竹子的极富再生能力，几乎每一部分都可以加以利用，确保了它在生产和利用过程中的可持续性。
总的来说，竹子具有生长快速、强度高、轻盈柔韧、耐腐蚀、美观大方和环保可持续等一系列优点。
这些特点和品质使得竹子成为一种非常理想的材料，广泛应用于建筑、家具、手工艺品、纸张、食品等行业。
同时，竹子还具有较高的经济价值和文化价值，被人们广泛喜爱和推崇。
森林利用学：竹材解剖结构及物理力学性质
4.2 基本系统
❖ （1）基本组织：是薄壁组织，细胞较大，细胞间隙明显。主要分 布在维管束系统之间，其作用相当于填充物，是竹材构成中的基本 部分，故称基本组织。
❖ （2）髓环：位于髓腔竹膜的外围。它的细胞形态和基本组织不同， 呈横卧短柱状，其胞壁随竹龄加厚，或发展为石细胞。
❖ （3）髓：一般由大型薄壁细胞组成。髓组织破坏后留下的间隔， 即竹秆的髓腔。
Bamboo-wood floor assembled on container
7260kg 小车辊压试验 Rolling test with a 7269kg vehicle
竹木复合板 Bamboo-wood composite
panels
竹木复合产品在公交车上的应用 Bamboo-wood composite applied on buses
4.2 表层系统
（1）表层系统：表皮层是竹壁最外面的一层细胞，由长形 细胞、栓质细胞、硅质细胞、气孔器构成。
（2）皮下层：紧接表皮层之下的是皮下层，由1~2层柱状细 胞构成，纵向排列，横切面呈方形或矩形，一般的细胞壁 稍厚或很厚。
（3）皮层：位于皮下层以内，是无维管束分布的部分，细 胞呈柱状，纵向排列，横切面上呈椭圆形或矩形。
木材加工设备和工艺不能直接用于竹材加 工,故竹材长期停留在原竹利用、编织工艺 品。从结构上看,可分为4类:竹质胶合板、 竹质地板、竹材碎料板、复合板材等。
6、竹材的化学性质
竹材纤维素含量随着竹龄增加而略减,由基 部向上渐增;竹材纤维素含量高于阔叶材。
竹材冷水、热水、1%氢氧化钠抽提物远比 木材高,因而易发生虫蛀、霉变和菌腐。
漂白和炭化竹地板
Bleached and carbonized bamboo flooring
竹材物理力学性能研究
对竹材进行压缩处理，使其密度增 大，提高其抗压和抗弯强度。
竹材的防腐处理
化学防腐
使用防腐剂对竹材进行处理，以 防止其受潮、腐烂和虫蛀。
生物防腐
利用生物制剂对竹材进行处理， 使其具有抗菌、防虫性能。
真空或压力处理
将竹材置于真空或压力环境下进 行处理，以消除内部水分和气体，
提高防腐性能。
竹材的复合化处理
本研究对于促进竹材在建筑、桥梁等工程领域的应用，推动绿色建筑和可持续发展 具有重要意义。
02
CHAPTER
竹材的基本物理特性
密度与孔隙率
密度
竹材的密度通常在0.4-0.9g/cm³之 间，其密度取决于竹种和生长环境。 密度是影响竹材物理力学性能的重要 因素之一。
孔隙率
竹材内部具有发达的孔隙结构，孔隙 率较高，一般在20%-30%之间。这种 孔隙结构对竹材的力学性能和加工性 能有一定影响。
冲击韧性
• 冲击韧性：冲击韧性是指材料在受到冲击负荷时的抵抗破裂和 延性的能力。竹材的冲击韧性较好，能够吸收较大的冲击能量， 这与其纤维结构有关。
疲劳性能
• 疲劳性能：疲劳性能是指材料在反复承受一定负荷时抵抗 疲劳破坏的能力。竹材的疲劳性能较好，能够在一定循环 次数的负荷下保持较好的完整性。
04
弯曲性能与弹性模量
弯曲性能
竹材在承受弯曲负荷时的性能表现，通常以弯曲强度和弯曲模量来衡量。弯曲强 度是指竹材在弯曲状态下所能承受的最大负荷，弯曲模量则是指竹材在受到外力 作用时抵抗变形的能力。
弹性模量
弹性模量是衡量材料抵抗弹性变形能力的重要参数，通常以兆帕（MPa）表示。竹 材的弹性模量较高，能够达到20GPa左右，表明其具有较好的抗变形能力。
竹的力学性能
断裂行为
断裂行为
竹打破条件不同，显然打破共同建设木材的行为。在这里，你没有一个单一的木材不一样的竹纤维撕裂后，通过整个材料spontanious打破。纤维方向出现裂缝导致立即关闭，所以他们减少损害的关键地区。延迟扩散的能量转移。停止执行海里（nodiens）管长度超过longitudenal裂缝出现的分布。特别是压力，剪切和层间强度提高了疙瘩。这些症状是题为“提高断裂韧性的因素。在现代复合材料的研究，它是那么重要，以防止形成裂缝，裂缝的分布比抵消找到一个合适的教材建设。
§样品出关了4个固定的干hights（暗紧纤维与20,52千牛/厘米的拉伸强度约30％的外区2，约70％的白色内区的拉伸强度只有7,06千牛/平方厘米面积的疙瘩（nodiens）纤维都不同，你会得到一个平均结果约11,75KN/厘米2）
§修改整个润燥纤维饱和点以上的维度，例如新鲜水泥的接触有关，尤其是软年轻纤维sonsume巨大的水。而旧竹变化少得多。
5,6
SSD与λ=56
3,9
SSD与λ=86
2,7
?Bbending
7,4
?Tthrust
0,43
?Ztension二纤维
>=9.5
这些信息是由斯图加特研究所FMPA分析的零排放，Pavillion。不幸的是有关于具体的物质景致或条件，而测试的竹子没有信息。你可以找到杂志“Bautechnik77,2000无6/7”的文章。只是他们告诉我们，guadua狭管应该有从10到14厘米，壁厚从15至20毫米的直径。但是，从哥伦比亚交付管在规模和质量的差别，因此有必要对其进行测试，至少有3每交付。全长和规模的Accuratwe约信息丢失。
竹的力学性能
简介
种竹
竹是它的大小，亮度和强度性质的极端产品。它是稳定的，因为其腔极端轻，有弹性的建筑材料。加强隔膜和其身体状况导致其巨大的优势，相比其他建筑材料。
竹的力学性能-精品.pdf
§13 竹子在 9 日和 13 厘米的直径和长度的 17 至 23 米的范围
§about1000 米 NN （对所有的期望和前研究实 力相对压力增加 insificantly 总高波夫地面上生
长）
§干 22 毫米的底部，并在约 管壁的平均直径
10mm 总高的一半
§9 月份和 7 年（本质上解释的结果差异很大） 之间的年龄。 随着年龄的增加，压力强度。 一
比较出关 DB9/97
KN / 平方厘米 弹性模量 压压 拉伸强度 弯曲强度 剪切强度
云杉 竹
1100 2000
4,3
6,2-9,3
8,9
14,8-38,4
6,8
7,6-27,6
0,7
2,0
钢 ST37 21000 14 16 14 9,2
对于弯曲，推力和紧张的测试，他们调 查了最终的应力极限 /打破限制，这是允 许的限制压力不出错。 Dennoch EIN Versuch 。
竹的力学 性能
简介
种竹 guadua 沙枣 竹根 针叶木纤维
竹是它的大小， 亮度和强度性质的极端产品。 它 是稳定的，因为其腔极端轻， 有弹性的建筑材料。 加强隔膜和其身体状况导致其巨大的优势，相比 其他建筑材料。
在世界各地有大约 500 个不同的种竹内数百个亚 种，有时。 即使仅在哥伦比亚约 25 种不同的巨 型竹子用于建筑。 这些也属于 “guadia沙枣 ”我们 期待在这篇文章。 它生长在 hights 高达 1800 米 [神经网络 ]，主要是在沿小溪的小森林， 而且领域 和倾向。 存在所谓 guadua 卡斯蒂利亚 andguadua mecana 两个亚种。 它达到了约 20-25 米，一个直径达 18 厘米 tallness 。
竹子中的工程力学知识
竹子中的工程力学知识竹，禾本科。
秆木质化，有明显的节，节间常中空。
我国有竹250余种，主要分布于长江流域及华南、西南地区。
用途极广，秆可供各种建筑用，又可作为造纸原料或编织各种用具；幼芽即竹笋，为鲜美的蔬菜。
常见的有毛竹、刚竹、箸竹、淡竹、紫竹等。
竹体轻，弹性和韧性很高，顺纹抗拉强度达170MPa，顺纹抗压强度达80MPa。
特别是刚竹，其顺纹抗拉强度最高竟达280MPa，几乎相当于同样截面尺寸普通钢材的一半。
但若按单位质量计算抗拉强度，则竹材单位质量的抗拉强度是钢材的2.5倍左右。
根据材料力学的弯曲强度理论，弯曲正应力是控制强度的主要因素，弯曲强度条件σmax=M maxW≤σ根据工程力学的知识，要提高杆的强度，除了合理安排受力，降低M max的数值以外，主要是采用合理的截面形状，尽量提高抗弯截面模量W的数值，充分利用材料。
实心圆截面和空心圆截面的抗弯截面模量分别是W实=πd3W空=πD31−α4因此，空心圆截面杆的抗弯强度比同样截面积的实心杆要大；并且空心圆截面杆内、外直径的比值α越大，其抗弯强度也随之增大。
例如，当α=0.7时，它的抗弯强度比同样重量的实心圆截面大2倍。
因为杆弯曲时从正应力的分布规律可知在杆截面上离中性轴越远，正应力越大，而中性轴附近的应力很小，这样其材料的性能未能充分发挥作用。
若将实心圆截面改为空心圆截面，也就是将材料移置到离中性轴较远处，却可大大提高抗弯强度。
例如，汽车传动轴所采用空心圆截面的内、外径比值为0.944，若改为实心轴，要求它与原先的空心轴强度相同，则空心轴的重量只为实心轴的31%，可见，空心轴减轻重量，节约材料的特性是非常明显的。
竹子“腹中空”的特点，还进一步提高了其稳定性。
由欧拉公式F cr=π2EI2可以看出，截面的惯性矩I越大，则临界压力越大。
又由经验公式σ=a−bλσ=a−bλ2可知，柔度λ越小临界应力越高。
由于λ=ul i所以，提高惯性半径i的数值就能减小λ的数值。
【完整版】竹子的力学特性
竹子的力学原理探究学生姓名：熊治恺学号：20085040088单位：物理电子工程学院专业：物理学指导老师：陈敬东职称：副教授摘要：竹子，一种为大家所熟知的植物。
向来是高洁坚韧的君子的象征，这些高贵的品质使得竹子深受大家的喜爱。
我国国画家李苦禅在他画的竹子画上题词道：“木出土时先有节，长到凌云还虚心”，“节”、“虚心”、四季常青这几种品质，怕是历代的方便，一般都是采用阶梯状的变截面杆（阶梯杆）来代替理论上的等强度杆。
纵观历史，很多著名建筑以及器具的设计都与竹子的结构有着密不可分的联系，这正是竹子特殊的力学结构所拥有的稳定、坚固的特点使得它有如此广泛的应用。
在仿生学的领域里，竹子的力学特性必将大显身手。
关键词：竹子；力学特性；等强度杆；应用Bamboo mechanics principle exploredAbstract:Bamboo, a kind of plant that are familiar to us. Usually is the symbol of the resilience of the noble gentleman, these noble qualities that make bamboo loved by all. LiGuChan in his pictures in traditional Chinese painting bamboo inscription on a way: "wood unearthed first, long to lingyun also knobbly", and "festival" modestly, poor quality, afraid the evergreen several generations, are generally the convenience of using the ladder shaped cross-section bar (ladder pole) instead of theory of such strength pole. Throughout history, many famous buildings and appliances design and bamboo structure has close contact, this is the mechanical structure bamboo special have stable, strong characteristics make it is so widely used. In the field of bionics, the mechanics properties of bamboo will be steepKey words: Bamboo; Mechanical characteristics; Etc strength rod; application前言作为“岁寒三友”之一的“竹”，历来为国人所赞誉。
竹的力学性能
竹guadua沙枣承载容量为博士考试。西蒙Eicher，奥托格拉夫学院的假设，管<?R / T?<5,5，他们有一个直径3苗条放置在一个非climatical大厅，他们有15％左右的水分。 一些结果：
与CIBAM帕尔米拉，哥伦比亚大学的山谷，卡利guadua沙枣限制负载测试
32结果
弯曲（弯曲）的强度
弯曲弯曲KN /平方厘米
毫米
D = 100
D = 80
D = 70
分
1519
1890
1650
Atrops分析常见的竹子：管直径= 70-100毫米，壁厚6-12毫米3,60米跨度。 elastical挠度最小= 1 / 25，9和1 / 16，最大和平均水平的1 / 20，1的跨越。 凡在施工中的偏转是不可避免的，令人讨厌的，可以弯曲，最近收获的管，让你得到一个超高，以后将根据工作负载补偿。
竹的力学性能
简介
种竹
竹是它的大小，亮度和强度性质的极端产品。 它是稳定的，因为其腔极端轻，有弹性的建筑材料。 加强隔膜和其身体状况导致其巨大的优势，相比其他建筑材料。
guadua沙枣
在世界各地有大约500个不同的种竹内数百个亚种，有时。 即使仅在哥伦比亚约25种不同的巨型竹子用于建筑。 这些也属于“guadia沙枣”我们期待在这篇文章。 它生长在hights高达1800米[神经网络]，主要是在沿小溪的小森林，而且领域和倾向。 存在所谓guadua卡斯蒂利亚andguadua mecana两个亚种。 它达到了约20-25米，一个直径达18厘米tallness。
竹根
每个茎生长掀起了netkind rootsystem已经达到一年后其总tallness。 之后[leitsysteme]开始lignify和它在未来6-8年收益由于外筒壁silification线束和实力。 所以竹子也可以题为“作为lignifying巨头草。
竹之力学性能
建筑材料-竹之力学性能竹子是自然界存在的一种典型的、具有良好力学性能的生物体。
飓风能轻易将齐腰大树吹断，但不会令竹子折断。
其原因主要有以下三点：1)竹纤维材料强度高、弹性好且密度小，比强度是钢材的3～4倍，具有较高的抗拉强度和抗压强度；2)竹子截面是环形的，外弯面受拉且内弯面受压，具有较强的抗弯刚度；3)竹节处的外部环箍与内部横隔板可增加承载面积，同时也能提高竹筒的横向承载能力。
竹子用于建筑艺术历史悠久。
汉代，能工巧匠利用竹子为汉武帝建造的甘泉祠宫，造形美观。
宋代大学士王禹偁在湖北黄冈做官时，自造竹楼，并写了《竹楼记》，其中对竹楼的音响效果写道：“夏宜急雨，有瀑布声；冬宜密雪，有碎玉声；宜鼓琴，琴声和畅；宜咏诗，诗韵清绝；宜围棋，子声丁丁然；宜投壶，矢声铮铮然；皆竹楼所助也。
”真乃美奂绝仑。
盛产竹子的南方，竹楼是寻常百姓家的房舍。
西南少数民族如傣族至今仍住竹楼，绿树芭蕉丛中掩映着座痤竹楼，充满了诗情画意。
修竹何以成为建筑中的龙材呢？竹子体轻质坚，皮厚中空，抗弯拉力强，浑身展现出力学美。
科学家对竹子进行力学测定表明，竹子的收缩量很小，而弹性和韧性极强，顺纹抗压强度每平方厘米为800公斤左右；顺纹抗拉强度每平方厘米可承载1800公斤；其中刚竹的顺纹抗拉强度每平方达2833公斤，享有“植物钢铁”的美称。
因此人们用竹子代替钢筋，浇铸竹筋水泥建筑物。
竹子的抗弯能力极强，如大毛竹的空心度为0.85 ，抗弯能力要比同样重量的实心杆大两倍多。
机械设计师从中受到启发，研制出很有价值的空心转动轴，在不降低承载能力的条件下可节约一半钢材。
著名建筑大师贝聿铭从郑板桥的《兰竹图》中受到启示，设计建造高达315米70层的中国银行大厦。
这一“仿竹杰作”，巍然屹立于多台风的香港，“千磨万击还坚韧，任尔东西南北风。
”。
竹子的力学特性
竹子的力学特性
竹，禾本科。
秆木质化，有明显的节，节间常中空。
我国有竹250余种，主要分布于长江流域及华南、西南地区。
用途极广，秆可供各种建筑用，又可作为造纸原料或编织各种用具；幼芽即竹笋，为鲜美的蔬菜。
常见的有毛竹、刚竹、箸竹、淡竹、紫竹等。
竹与“松”、“梅”并称“岁寒三友”，向来是坚劲高洁的君子的象征。
所以，“竹”是艺术家们描绘、吟咏的对象，在画家眼中，诗人心中，“竹”都是美的体现、美的象征。
历代画竹咏竹的名家留下了无数佳作，宋代文学家苏轼曾留下：“可使食无肉，不可使居无竹；无肉令人瘦，无竹令人俗。
”而且人们总把诗品画品与人品统一起来评说，例如宋人文与可所画的墨竹载誉千古，人们认为他具有高雅的胸襟，廉洁的情操，所以才能画出竹的妙品。
我国国画家李苦禅在他画的竹子画上题词说：“未出土时先有节，长到凌云还虚心”，“节”、“虚心”、四季常青这几种品质，怕是历代文人爱竹的原因吧。
然而却有这样一幅对子：“墙上芦苇，头重脚轻根底浅；山间竹笋，嘴尖皮厚腹中空。
”似乎“腹中空”是竹子的一种先天不足。
殊不知，正是这种特有的“腹中空”使竹子得以“适者生存”。
意大利物理学家伽利略曾预言，人类的技术和大自然都在尽情地利用着空心固体，这种物体可以不
增加重量而大大提高它的强度。
竹子体轻，但质地却异常坚硬。
据测定，竹材的收缩量非常小，而弹性和韧性却很高，顺纹抗拉强度达170MPa，顺纹抗压强度达80MPa，特别是刚竹，其顺纹抗拉强度最高竟达280MPa，几乎相当于同样截面尺寸普通钢材的一半。
但若按单位质量计算抗拉强度，则竹材单位质量的抗拉强度是钢材的2.5倍左右。
竹子的力学特性
竹子的力学原理探究学生姓名：熊治恺学号：20085040088单位：物理电子工程学院专业：物理学指导老师：陈敬东职称：副教授摘要：竹子，一种为大家所熟知的植物。
向来是高洁坚韧的君子的象征，这些高贵的品质使得竹子深受大家的喜爱。
我国国画家李苦禅在他画的竹子画上题词道：“木出土时先有节，长到凌云还虚心”，“节”、“虚心”、四季常青这几种品质，怕是历代的方便，一般都是采用阶梯状的变截面杆（阶梯杆）来代替理论上的等强度杆。
纵观历史，很多著名建筑以及器具的设计都与竹子的结构有着密不可分的联系，这正是竹子特殊的力学结构所拥有的稳定、坚固的特点使得它有如此广泛的应用。
在仿生学的领域里，竹子的力学特性必将大显身手。
关键词：竹子；力学特性；等强度杆；应用Bamboo mechanics principle exploredAbstract:Bamboo, a kind of plant that are familiar to us. Usually is the symbol of the resilience of the noble gentleman, these noble qualities that make bamboo loved by all. LiGuChan in his pictures in traditional Chinese painting bamboo inscription on a way: "wood unearthed first, long to lingyun also knobbly", and "festival" modestly, poor quality, afraid the evergreen several generations, are generally the convenience of using the ladder shaped cross-section bar (ladder pole) instead of theory of such strength pole. Throughout history, many famous buildings and appliances design and bamboo structure has close contact, this is the mechanical structure bamboo special have stable, strong characteristics make it is so widely used. In the field of bionics, the mechanics properties of bamboo will be steepKey words: Bamboo; Mechanical characteristics; Etc strength rod; application前言作为“岁寒三友”之一的“竹”，历来为国人所赞誉。
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竹子的力学特性竹与“松”、“梅”并称“岁寒三友”，向来是坚劲高洁的君子的象征。
我国国画家李苦禅在他画的竹子画上题词说：“木出土时先有节，长到凌云还虚心”，“节”、“虚心”、四季常青这几种品质，怕是历代的方便，一般都是采用阶梯状的变截面杆（阶梯杆）来代替理论上的等强度杆。
例如，傲然矗立于马来西亚槟城88层的云顶大厦，当今世界最高建筑，高达452m，是一个典型的“仿竹”杰作，它底部宽大，到一定的高度就变细一节，是一种阶梯状等强度管状结构。
正由于它具有合理的力学结构，才被大胆地建在一个多台风的海边城市。
再如。
大型民用飞机的机翼，大都是采用平直的机翼，这种机翼是一种扁平的空心等强度结构，其翼肋象竹节一样可提高机翼的抗弯强度，而空心结构在满足足够的抗弯强度前提下，大大地减轻了重量。
综上可知，竹子的合理力学结构，将在仿生学领域里大有作为。
秦陵铜车的力学原理1980年从秦始皇陵西侧出土的两乘铜车马，是仿照秦始皇生前出游的仪仗车制作的。
约为真实车马的1/2。
铜车马结构设计之合理，造型设计之完美工艺制作之精良，震惊中外。
这一历史文物不仅是举世无双的设计杰作和工艺精品，而且是秦代机械的曲型代表。
在两千多年前的秦代，中国机械设计的先驱者们已经能灵活巧妙地应用力学知识和原理进行机械设计了，这无可置疑地证明了，当时我国的科学技术走在世界的前列。
踪迹随风叶，程途犯斗槎“踪迹随风叶，程途犯斗槎”，诗人由景入情，以景寓情，用风叶和船只所显示的流体运动来形象、生动地比喻和描述远行在外人的行迹和旅途。
流动显示是求不改变流体运动性质的前提下，用图像显示流体运动的方法，其任务是流体不可见的流动特征成为可见的。
俗话说“百闻不如一见”，人们通过流动显示看到了流场的特征，从而可进一步研究探索和应用流体运动规律。
现在以云来显示大气的流动，人们已很常见。
如在每天中央电视台的气象预报节目中，人们能从电视屏幕上看到由云形成的千姿百态的流动图案，显示出在大气中所发生的动力过程。
竹子构造蕴含的力学原理
竹子的构造和应用竹子是一种广泛分布在亚洲、南美洲和非洲的植物，具有多种特殊的力学性质。
它的轻巧、柔韧和坚固的特性使得竹子在建筑、制作乐器和家具等方面有着广泛的应用。
竹子的构造蕴含了一些基本的力学原理，这些原理在竹子的力学性能中起着重要的作用。
竹节的构造竹子的主干由一节一节的竹节组成，竹节是竹子的节点，也是竹节间隔的部分。
竹节的构造是竹子力学性能的基础。
竹节的外部是一个由竹节鞘组成的护套，它可以确保竹节内部组织的保护。
竹节鞘由纤维素纤维构成，这些纤维通过横向和纵向的方向分布，为竹节提供了较好的抗拉强度。
竹节的内部由竹节间隔组成，竹节间隔是相邻竹节内部的结构。
竹节间隔中有两种重要的组织，即节点面和竹节面。
节点面位于竹节的内部，通过纤维素和木质素纤维形成网络状结构。
这些纤维素和木质素纤维在竹节的抗压强度和刚度方面发挥了重要作用。
竹节面位于竹节的表面，由较厚的皮层组成，它在竹节的抗折性能方面起着重要作用。
纤维布置的优化竹节的内部组织中的纤维布置对竹子的力学性能具有重要影响。
竹节的纤维布置以竹节面为中心，按照径向和切向排列。
径向纤维的布置使得竹节具有较好的抗压强度和刚度。
这些纤维自由排列，随着竹节的结构变化而呈现出不同的纤维角度。
径向纤维的存在使得竹节可以承受从上到下的压力，减轻内部纤维的受力。
切向纤维的布置使得竹节具有较好的抗弯性能。
切向纤维主要以水平方向排列，可以有效抵抗竹节的折断。
竹节的力学特性竹子具有轻、柔韧和坚固的特性，这些特性与竹节的结构和力学性质密切相关。
首先，竹子的轻巧与竹节的中空结构有关。
竹子的主干是由竹节鞘围成的管状结构，其中间为空心。
这种中空结构使得竹子具有较低的自重，成为一种轻便的建筑材料。
其次，竹子的柔韧性与竹节面的特性有关。
竹节面具有较好的抗折性能，这使得竹子可以弯曲而不会折断。
此外，竹子的竹节面由较厚的皮层组成，具有较高的韧性，可以吸收冲击力和振动，使竹子具有较好的减震和抗风能力。
竹子构造蕴含的力学原理
竹子构造蕴含的力学原理竹子是一种十分特殊的植物，其构造蕴含着丰富的力学原理。
这些力学原理在实际生产和工程应用中具有重要的指导意义，下面我们就一起来探讨竹子的力学魅力吧！首先，竹子的构造直接与其在风、雨、雪、冰等自然灾害中的表现有关。
竹子的节间处由坚韧的纤维束和中空空腔交织而成，这样的构造有利于竹子在大风作用下不折断、不折弯，而是依靠节间和纤维束的抗拉和抗压能力来抵御外力。
其次，竹子的秆轴呈中空结构，中空管道的强度比实心管道高出很多，可以承受更大的载荷。
竹子的中空结构也需要特殊的设计，以防止外力引起的脆性断裂。
因此，竹子中空结构的一种特殊设计就是设置沿其圆周分布的虫蛀孔道，这一设计使得竹子对弯曲、挤压等多种静力负荷具有很强的抗性。
另外，竹子的节点也是其力学魅力的重要体现。
竹子的节点处是秆轴的结构转换区域，由于节点处存在固定点和松动点两部分，竹子在节点处的强度和稳定性与普通的植物相比大幅提升。
这一结构设计使得竹子在弯曲、剪切、挤压等多种载荷方向下具有强大的力学性能。
最后，竹子的根部是其生长和生存的重要部位，因此竹子在根部的组织和结构也十分复杂。
在竹子的根部可以发现木质部和原生质部之间的较为明显的分界线，其中木质部可以提供较高的弯曲和抗剪强度，而原生质部则可以缓冲外界的振动和震荡，保证竹子在恶劣环境中的稳定生长。
综上所述，竹子的构造蕴含着丰富的力学原理，这些原理在设计优化、耐久性评估和材料性能控制等方面具有重要的指导意义。
值得注意的是，竹子的力学性能是由其生长环境和生产年限呈现变化的，因此在实际应用中需要针对不同情况进行相应的优化和调整，以保持竹子的最佳力学性能。
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竹子的力学原理探究
学生姓名：熊治恺学号：20085040088
单位：物理电子工程学院专业：物理学
指导老师：陈敬东职称：副教授
摘要：竹子，一种为大家所熟知的植物。
向来是高洁坚韧的君子的象征，这些高
贵的品质使得竹子深受大家的喜爱。
我国国画家李苦禅在他画的竹子画上题词道：“木
出土时先有节，长到凌云还虚心”，“节”、“虚心”、四季常青这几种品质，怕是
历代的方便，一般都是采用阶梯状的变截面杆（阶梯杆）来代替理论上的等强度杆。
纵观历史，很多著名建筑以及器具的设计都与竹子的结构有着密不可分的联系，这正
是竹子特殊的力学结构所拥有的稳定、坚固的特点使得它有如此广泛的应用。
在仿生
学的领域里，竹子的力学特性必将大显身手。
关键词：竹子；力学特性；等强度杆；应用
Bamboo mechanics principle explored
Abstract:Bamboo, a kind of plant that are familiar to us. Usually is the symbol of the resilience of the noble gentleman, these noble qualities that make bamboo loved by all. LiGuChan in his pictures in traditional Chinese painting bamboo inscription on a way: "wood unearthed first, long to lingyun also knobbly", and "festival" modestly, poor quality, afraid the evergreen several generations, are generally the convenience of using the ladder shaped cross-section bar (ladder pole) instead of theory of such strength pole. Throughout history, many famous buildings and appliances design and bamboo structure has close contact, this is the mechanical structure bamboo special have stable, strong characteristics make it is so widely used. In the field of bionics, the mechanics properties of bamboo will be steep
Key words: Bamboo; Mechanical characteristics; Etc strength rod; application
前言
作为“岁寒三友”之一的“竹”，历来为国人所赞誉。
更何况，从力学角度看，
竹确实是大自然物竞天择的杰作，有“植物界的钢铁”之美誉。
无怪乎在盛产竹子的
江南，随处可见竹房、竹家具、竹船、竹车、竹绳、竹桥。
甚至在木制家具的榫卯结
构中，为加固榫卯结合而使用的销钉，也用的是竹材而非木材。
竹子的根系深而广，
形成了很好的固定端约束；竹子的叶片比一般树叶小，分布较稀疏，避免了“树大招风”带来的麻烦。
因此，在暴风骤雨中，有些参天大树被连根拔起，但竹子虽其枝条
狂舞，主干却屹立而不倒。
这个神奇的物种在自然演化的过程中形成了一种非常好的
力学体系，力学的法则构成了审美法则的基础，让人们在感叹竹子高洁坚韧的同时，
也对它神秘的力学体系深深着迷。
1.竹子的力学特点
从力学角度看，竹确实是大自然物竞天择的杰作，其力学美至少有三。
1.1体轻质坚，是龙材
据近代材料力学实验测定，竹材的收缩量很小，而弹性和韧性却很高，顺纹抗拉强度和抗压强度（即强度极限）分别为180MPa和80MPa，分别为杉木的 2.5倍和1.5倍。
特别是浙江石门地区出产的刚竹，其顺纹抗拉强度竟高达280MPa，相当于普通钢材的一半。
一般竹材的密度仅为（0.6～0.8）×103kg/m3，而钢材的密度则为7.8×103kg/m3左右。
因此，虽然钢材的抗拉强度为一般竹材的 2.5～3倍，但若按单位重量计算抗拉能力，则竹材要比钢材强2～3倍。
1.2嘴尖皮厚腹中空，抗弯抗扭能力强
惟其“嘴尖”，才能克服土层的重重阻力，破土而出。
而且能不失时机地在雨后土
壤最松软的时候钻出地面，故有“雨后春笋”之说。
惟其“皮厚腹中空”，才能与大自然的狂风抗争，显示出最大的抗弯抗扭能力。
强度科学的奠基人伽利略在他晚年所著《关于两门新科学的谈话和数学证明》中最早预言道：“人类的技术和大自然都在尽情地
利用这种空心的固体。
这种物体可以不增加重量而大大增加它的强度，这一点不难在鸟的肢干骨和芦苇上看到，它们的密度很小，但是有极大的抗弯和抗断能力。
”弯曲理论和扭转理论指出，空心杆的抗弯能力和抗扭能力要比同样截面积的实心杆大得
多，而且在保证一定壁厚的条件下，空心度α（内、外径之比）增大，其抗弯和抗扭能力也随之增加。
例如，太湖流域大毛竹的空心度为0.85，其抗弯能力要比同样重量的实心杆大2倍多。
更为神奇的是，竹子每隔一段距离就有一个竹节，竹节的横截面上有一薄片，使横截面成为实心的。
别小看这一薄片，它可起“补强作用”，使竹子不易局部失稳。
实验表明，有节整竹比无节竹段，其抗弯强度足可提高20％，它对减少竹子的变形量——挠度和转角，起着极大的作用。
竹子在反复弯曲变形下的疲劳寿。