定性分析竹子的力学特性(红色推荐)
竹子的力学特性
资料范本本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载竹子的力学特性地点：__________________时间：__________________说明：本资料适用于约定双方经过谈判，协商而共同承认，共同遵守的责任与义务，仅供参考，文档可直接下载或修改，不需要的部分可直接删除，使用时请详细阅读内容选题：从力学观点分析竹子的力学特征徐锴，材料1302,2013012057【摘要】本文通过分析竹子的材料和构造，说明竹子的强度特性。
并通过该种特性进行一些实际应用设计，本文选用建筑中的应用。
【关键词】竹子，强度，建筑，可持续发展1、收集的常识【1】：（1）竹,禾本科，竹木质化,有明显的节,节间常中空，高大、生长迅速,竹枝杆挺拔，修长。
（2）分布于热带、亚热带至温带地区，其中东亚、东南亚和印度洋及太平洋岛屿上分布最集中，种类也最多。
（3）在竹材研究方面，国内外对竹材的物理性质研究的较多，研究重点主要集中在密度、吸水率及干缩性等方面。
密度在很大程度上决定着竹材的力学性质，密度主要取决于纤维含量、纤维直径及细胞壁厚度，密度随纤维含量增加而增加。
2、分析竹子强度特性【2】相比较于钢材，竹子体轻,但是硬度大。
根据实验测定, 竹材的形变量非常小, 弹性和韧性却很高, 顺纹抗拉强度170M Pa, 顺纹抗压强度达80M Pa。
特别是刚竹, 其顺纹抗拉强度最高竟达280M Pa, 几乎相当于同样截面尺寸材的一半。
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。
3、竹强度大的力学分析3.1 空心圆截面的强度分析【4】（1）根据化工设备机械基础的弯曲强度理论【4】, 杆件强度主要指标是弯曲应力。
弯曲强度条件为。
要提高杆件的强度, 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式中, d 是实心杆直径, D 是空心杆外径, 是空心杆内径。
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。
竹材物理力学性能研究
随含水率的增高而降低，但当竹材处于绝干条件下时，因质地变脆强度反 而降低，而顺纹抗拉，纵劈和弦向静曲强度和含水率关系不明显。
四、苦竹(Pleioblastus amarus)
苦竹为多用途复轴混生型竹种,广布于江苏、安徽、江西和福建等丘陵山地。 其竿不仅为良好的造纸原料,还可制作箫、笙、管、笛等民间乐器,文房四宝 中的笔管、风铃等各种竹制工艺品,各种果蔬花卉棚架,标枪、旗杆等各种体 育运动器材。
经方差分析和均值多重比较,竿龄对苦竹竹材的物理力学性质影响显著。但苦 竹竹材的各项物理力学性质在2年以后,差异在不断减少,3年以后的各项性质差 异均不显著，物理力学性质在3年以后趋于稳定,并稳定在较高水平；在竹林的 培育中，苦竹竹材作为结构用材的采伐竹龄应在3～5年。竹竿部位与苦竹材物 理力学性质有关。竹竿自基部至顶部,体积全干缩率和含水率逐渐减少,基本密 度和力学强度逐渐提高。
管束的部分。竹肉是界于竹皮和髓环组织间的部分，横切面上有维管束分
布。维管束是在竹材横切面上，见到的许多呈深色的菱形斑点，在纵切面 上它呈顺纹股状组织。维管束在竹壁内的分布一般自外而内由密变疏。竹
肉内侧与竹腔相邻的部分为髓环，其上也无维管束分布。在生产习惯上，
常将竹壁厚度的不同组织由外至内称之为竹青、竹肉和竹黄三个部分。
五、雷竹(Phyllostachys praecox）
雷竹为禾本科竹亚科刚竹属的优良笋用竹种，出笋早，笋味鲜美。主要分布 于浙江，江苏与安徽南部也有少量分布。
竹材的物理力学性质是其重要的材质指标，而搞清雷竹材质及其变异规律是 其合理高效利用的基础。目前，国内关于雷竹高产栽培技术的研究很多，但 对雷竹材质变异的研究尚未见报道。对雷竹的物理力学性质进行了测试与分 析，为雷竹的有效合理利用提供科学依据。
【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。
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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。
竹子材料最新研究报告
竹子材料最新研究报告竹子是一种常见的植物，具有许多优良的特性，比如生长快、可再生、强度高等。
近年来，越来越多的研究对竹子材料进行了深入的探索和应用，下面将介绍一份最新的竹子材料研究报告。
最新研究报告对竹子材料的力学性能进行了详细的研究和分析。
研究结果表明，竹子的抗弯强度和抗压强度明显高于木材，且具有较好的韧性。
竹子的抗弯强度高达100-130 MPa，抗压强度达到60-100MPa。
这表明竹子材料在建筑、制造等领域有很大的潜力，特别是替代传统的木材材料。
此外，报告还研究了竹材料的耐久性和抗腐蚀性能。
研究发现，竹子具有较好的耐候性和耐腐蚀性，尤其在潮湿环境下表现优异。
竹子的抗霉菌性能也得到了肯定，这为竹子在室内装饰等领域的应用提供了保障。
此外，竹子材料还具有良好的隔热性能。
研究发现，竹子的导热系数远低于钢材和混凝土，约为0.1 W/(m·K)，因此可以有效地减少建筑物的热传导，降低室内能源消耗。
在环保方面，竹子材料被认为是一种理想的可再生资源，对环境影响较小。
相比于木材，竹子的生长周期更短，种植面积更小，且不需要大面积的森林砍伐。
竹子的生长过程中可以吸收更多的二氧化碳，并释放出更多的氧气，具有很好的生态效益。
总的来说，竹子材料在力学性能、耐久性、抗腐蚀性、隔热性能方面都具有优势，且具有良好的环保性。
因此，将竹子材料应用于建筑、制造等领域有很大的潜力和前景。
然而，需要注意的是，竹子材料的加工和处理等技术还有待进一步研究和改进，以提高其应用的广泛性和可靠性。
加强竹子材料的研究和开发，将有助于推动可持续发展和环保建筑的实现。
竹子的物理属性
竹胶合板竹材的物理性质密度字号：大中小竹材的密度是指竹材单位体积的质量，用“g/cm”表示之。
竹材的密度是一个重要的物理量，据此可估计竹材的重量，并可判断竹材材的其他物理力学性能。
因此，竹材的密度也与竹材人造板的性能有着密切关系。
、竹材的密度有多种表示方法，同一竹材用不同的表示方法，其密度值不同。
竹材密度常用的表示方法有如下两种:竹材的气干质量气干密度＝ ______________(g/cm')竹材的气干材积竹材绝干质量基本密度＝_______________(g/cm3)竹材的生材料积竹材的密度大小与竹材化学成分含量的多少一样，是依竹种、竹龄、立地条件和竹秆部位的不同而变化的。
1.密度与竹种的关系不同竹种的解剖结构和化学成分的含量不同，因而其密度不同。
几种主要经济竹种的密度见表1-3。
表1-3主要经济竹种的密度(g/cm3)------------------------------------------------------------------------------------------竹种密度竹种密度竹种密度竹种密度-------------------------------------------------------------------------------------------毛竹 O. 81 茶秆竹 O. 73 硬头黄竹 O.55 凤凰竹 O. 51刚竹 O. 83 苦竹 O. 64 撑篙竹 O. 61 粉单竹 O. 50淡竹 O. 66 车筒竹 O. 50 青皮竹 O.75 麻竹 O. 65慈竹 O. 46-----------------------------------------------------------------------------------------------从表1-3可知，主要经济竹种的密度在o. 46~o. 83 g/cm，的范围，最大密度与最小密小密度之差达o. 37 g/cm，。
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。
竹材物理力学性能研究
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3.小结
苦竹竹材的基本密度、顺纹抗压强度、顺纹抗拉强度和抗弯强度随竹龄增加而 提高,径向、弦向、体积干缩系数随竹龄增加而减少。
经方差分析和均值多重比较,竿龄对苦竹竹材的物理力学性质影响显著。但苦 竹竹材的各项物理力学性质在2年以后,差异在不断减少,3年以后的各项性质差 异均不显著，物理力学性质在3年以后趋于稳定,并稳定在较高水平；在竹林的 培育中，苦竹竹材作为结构用材的采伐竹龄应在3～5年。竹竿部位与苦竹材物 理力学性质有关。竹竿自基部至顶部,体积全干缩率和含水率逐渐减少,基本密 度和力学强度逐渐提高。
竹类植物维管束解剖结构（Grosser, Liese）
1.外方纤维股 2.薄壁组织 3.维管束外鞘 4.初生 韧皮部的筛管 5.后生木质部的2个大型导管 6. 小的后生木质部分子 7.细胞间隙（由原生木质 部深化而成，其中常具有1~2个环纹导管或填 充体 8.内方纤维股
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三、毛竹（Phyllostachys heterocycla）
顶部毛竹苦竹气干密度gcm3083088弦向干缩系数046058径向干缩系数036056体积干缩系数0740629顺纹抗压强度mpa71722536顺纹抗拉强度mpa21181974弦向抗弯强度mpa1236分析由上述可以得知随着毛竹竹龄的增加毛竹抗弯强度顺纹抗压强度气干密度都呈增大趋势但三年后的生竹材是趋于稳定的因此在不同部位的物理力学性能研究选择了三年生竹材
4
竹节由秆环，箨环和竹横隔壁组成，起着加强竹秆直立和水分、养分横 向输导作用。竹秆的节间，竹材维管束排列互相平行，而在竹节处的维管 束呈弯曲走向并且纵横交错。横隔壁把竹秆分隔成空腔，即髓腔。髓腔周 围的壁称为竹壁。竹壁在宏观上由三部分组成，自外而内依次为竹皮、竹 肉和髓环组织（髓环和髓）。竹皮是竹壁最外层，通常横切面上看不见维 管束的部分。竹肉是界于竹皮和髓环组织间的部分，横切面上有维管束分 布。维管束是在竹材横切面上，见到的许多呈深色的菱形斑点，在纵切面 上它呈顺纹股状组织。维管束在竹壁内的分布一般自外而内由密变疏。竹 肉内侧与竹腔相邻的部分为髓环，其上也无维管束分布。在生产习惯上， 常将竹壁厚度的不同组织由外至内称之为竹青、竹肉和竹黄三个部分。
竹子的力学特性
此外还可看到, 聚能罩对聚能效果起关键性作用, 通过合理设计, 人们已能用聚能爆炸穿透 0. 6 m 厚的 钢板, 这对一般人来说, 当然是不可思议的. 聚能罩大 多为锥形, 也可为半球形和喇叭形或线形.
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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.
tran sloca tion 3. Steven V ogel 教授 (D uke 大学, 美国)
T he flex ib ility of o rgan ism s and the fo rces of 第 19 卷 (1997 年) 第 3 期
聚能爆炸广泛用于鱼雷、导弹、火箭弹等广泛的军 事领域, 用以摧毁敌坦克、装甲、仓库、混凝土防御工
事和机动车辆, 以及对付飞机和宇宙飞船. 已知最大的 聚能装药之一是法国的M IST EL , 装药重为 1724 kg.
现今, 聚能爆炸在民用方面已获得广泛应用, 其中 根据聚能原理的石油射孔弹在石油开采中扮演重要角 色, 一口耗资几十万至上百万元的油井, 最后能否正常 出油就取决于射孔作用, 因此, 石油工人戏称之为“临 门一脚”. 石油射孔弹聚能罩的锥面顶角为 45°- 60°, 角度越小, 穿透能力越强, 但孔径很小; 锥角太大, 则 穿孔深度不够, 石油难以流出. 此外壁厚、壁锥度等都 影响穿孔性能, 例如, 壁太厚则穿孔能力降低并产生一 种堵孔的射流棒; 壁太薄, 射流质量下降, 穿孔能力低. 为了提高射孔质量, 80 年代我国科学工作者根据我国 油井实际, 大胆创新, 试用内层为冲压铜罩, 而外层为 金属粉末罩的复合聚能罩装药, 取得了良好射孔效果, 因为这种聚能罩内层能形成优秀射流, 外层使形成的 堵孔射流分散, 从而达到高穿深不堵孔的目的.
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。
”。
【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。
竹材物理力学性质试验方法
竹材物理力学性质试验方法
秋千竹材物理力学性质试验方法如下
秋千竹是材料，在一定条件下的物理力学性质是很重要的。
要了
解秋千竹材料的物理力学性质，下面介绍几种秋千竹物理力学性质试
验方法：
第一种是热膨胀比测定。
通过测试产品在不同温度下的膨胀性表现，来获得热膨胀比，以及各个温度段的膨胀系数（如每度温度增加，材料长度增加10毫米，则扩大系数为10x10-6℃-1），从而获得材料
的热膨胀性质。
第二种是耐热测试。
可以采用温度长时间恒定的测量方法，在恒
定的温度下长时间测量产品的物理力学性能，以评估其耐热性。
第三种是抗拉强度试验。
在室温下，可以用机械试验来检测秋千
竹的抗拉强度。
从这个试验的结果可以获知每千克材料的抗拉力，从
而了解秋千竹材料的抗拉性能。
第四种是耐压试验。
可以用水力机械实验，测试静强，空气压力，使用按压方式，来评估材料的耐压性能。
以上就是秋千竹物理力学性质试验方法介绍，根据实际需求，可
以采用不同的试验方法，来了解秋千竹材料的物理力学性质，从而更
好的应用秋千竹材料。
竹材的力学性能及磨料磨损性能研究
竹材的力学性能及磨料磨损性能研究孙俊杰;王智芹;王宝刚;叶伟;邓志华;马云海【摘要】对天然竹材的力学性能以及磨料磨损性能进行了研究.竹材的拉伸强度、弹性模量、断裂延伸率和冲击韧性均在一定的范围内随纤维含量的增加而提高,顺纹拉伸强度比横纹抗拉强度大29倍以上,弹性模量为横纹的1.2倍以上,断裂延伸率为横纹的13倍以上.顺纹拉伸和冲击断口有明显的纤维拔出特征;而横纹拉伸和冲击断口具有解理断裂特征,为典型的脆性断裂断口.竹纤维具有比基体高的耐磨性,磨损表面以微犁切和微开裂为主要损伤特征.竹材的耐磨性能随竹纤维含量的升高而提高.【期刊名称】《农机化研究》【年(卷),期】2011(033)007【总页数】5页(P162-166)【关键词】竹材;纤维;密度;力学性能;磨料磨损【作者】孙俊杰;王智芹;王宝刚;叶伟;邓志华;马云海【作者单位】吉林大学(南岭校区)地面机械仿生技术教育部重点实验室,长春130022;吉林大学(南岭校区)地面机械仿生技术教育部重点实验室,长春130022;吉林大学(南岭校区)地面机械仿生技术教育部重点实验室,长春130022;吉林大学(南岭校区)地面机械仿生技术教育部重点实验室,长春130022;吉林大学(南岭校区)地面机械仿生技术教育部重点实验室,长春130022;吉林大学(南岭校区)地面机械仿生技术教育部重点实验室,长春130022【正文语种】中文【中图分类】S781.20 引言天然生物材料具有适应环境的生物系统和生存本领，它们精巧的结构和形态以及某些功能吸引了众多的工程结构设计者和材料科学家的兴趣，已开展了天然生物材料的智能进化过程、功能结构相关性、对外部激励的响应机制及行为特征的研究以及工程结构系统和材料等领域的工程仿生研究[1]。
众多天然生物材料是由增强相和基体组织组成的复合材料。
因此，了解它们的结构，有助于指导复合材料的仿生研究[2-4]。
竹材是一种天然的生物复合材料，在宏观上和木材一样，也是由纤维素、木质素和半木质素组成的纤维增强复合材料。
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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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：2
2)(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。
同时，竹节的存在也保证了竹子的抗扭能力，避免竹子发生扭转失稳。
在风荷载下，竹子主要抵抗的是弯矩和剪力。
对于抗弯，边缘最大正应力与截面截面惯性矩I 成反比，而I 随截面半径增大而增大，故空心结构形成的大半径有利于降低边缘最大正应力提高抗弯能力。
同时，由于边缘的正应力最大，故将优质材料布置在边缘是最优化的结构布置，竹子就做到了这点。
竹壁自外而内，分为竹青、竹肉和竹黄三个部分，竹子的表面呈现出青色的叫竹青，由抗拉强度很高的纤维质构成。
对于抗剪，竹节又起到了很关键的作用。
坚硬实心的竹节将竹身分成小段小段的区格，在每个区格的端部提供可靠的变形约束，从而也能大大提高竹子的抗剪能力。
举个例子，农业上小麦减产主要原因之一“倒伏”，就是小麦返青拔节时，由于雨水过多，生长迅速而拔节快，形成节与节之间间距大，减低了麦秆的抗剪能力，头重脚轻杆软倒伏于地。
从上面的分析可以看出，竹子的结构特点十分符合它在自然界中的受力需要。
自然界中的许多动植物身上都有许多这样的特点，这些都是生物在进化过程中逐渐产生的有利于其生存的特点，受力优越性便是其中之一。
学习体会
本学期选修了袁老师的定性结构力学课，感觉收获是很大的，比如，光是学到的约束去约束法就屡试不爽，在定性结构分析的时候能起到很大的作用。
以下我谈谈上完这门课后对定性结构分析的一点理解：
首先，定性分析是基于明确的力学概念的基础上，概念不清楚，分析就不正确。
因此，做定性结构分析，要求我们要有扎实的力学功底；
其次，定性分析并不代表没有定量计算，而是这种定量的计算在脑中完成，不是精确完成，而是近似计算，近似计算本身就是一项很复杂的技巧，要求能定性地分析数据，比如要求的精确性、能模糊的舍入度等等。
再次，定性分析的过程中，运用形象的思维方式是十分有利的。
比如在脑子中可以想象一个结构受力时的变形过程，以确定危险断面、纤维拉伸模态等等。
以上是我脑中一些不太成熟的理解，对于课程的建议，我想，如果可能的话，本门课程应该加课时，至少一个学期32个学时，这样能学到更多的东西。
教师点评：
很有意思的一篇短文。
观察细致，分析合理。
作者从生活中来，有生活知识和积累；比如说“倒伏”，未必人人皆知，恰好我还知道。
定性分析需要敏锐的观察力和分析力，更需要积极主动的意识，同时也需要以生活实践、工程实践、研究实践作基础。
文章体现了定性分析的意识，这也是本门课程最想让学生学到的。