竹的力学性能
毛竹竹材物理力学性能研究
毛竹竹材物理力学性能研究作者：李光荣辜忠春李军章来源：《湖北林业科技》2014年第05期摘要：为了解不同竹龄毛竹生材含水率、线性干缩率、气干密度、抗弯强度、抗弯弹性模量和顺纹抗压强度等物理性能，对其加工应用的影响，笔者以2-7年生毛竹为材料进行研究，结果表明：竹材的生材含水率、气干干缩率（弦向、径向、纵向）和全干缩率（弦向、径向、纵向）随着竹龄的增加呈减小的趋势；从基部到梢部竹材的生材含水率、线性干缩率均减小；竹材线性干缩率弦向>径向>纵向。
竹材气干密度、抗弯强度、抗弯弹性模量和顺纹抗压强度均随着竹龄的增加呈增大的趋势，尤其是3年生竹材的这些物理力学性能与2年生差异显著，但3年后生竹材差异不大；从基部到梢部竹材的气干密度、抗弯强度、抗弯弹性模量和顺纹抗压强度逐渐增加。
综合考虑毛竹的物理力学性能和竹林的经济效益，适合采伐的是3年后生竹材，锯截之后的竹材也应根据部位不同进行区分，以便于加工应用过程中合理利用，提高产品的理化性能和质量的稳定性。
关键词：毛竹；物理力学性能；干缩率；加工应用中图分类号：S795.7；TS664.03 文献标识码：A 文章编号：1004-3020（2014）05-0044-06竹材是一种重要的森林资源，随着竹材加工技术的发展，竹材在建筑行业的利用越来越广泛，以竹代木成为解决目前木材资源匮乏的最佳途径。
[1]竹材材质好，力学性能高，有关其加工利用的研究相当广泛。
作为一种天然纤维质材料，其性能随着竹龄的增加产生相应的变化，甚至是老化。
竹材的材质老化会伴随着微观构造上的变化[2]，同时也会表现为竹材基本性能及力学性能上的变化[3]。
毛竹（Phyllostachys pubescens）属禾本科（Gramineae）、竹亚科（Bambusoideae）、刚竹属（Phyllostachys），又名楠竹、茅竹、猫头竹、孟字竹等。
毛竹分布于秦岭、汉水流域至长江流域以南和台湾省，是我国分布面积最大，用途最广，经济效益最佳，生态适应性较强的竹种，也是我国最主要的材用竹种。
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。
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。
竹材力学性能研究
３ 结 论
１ ）准 静 态 拉 伸 试 验 中 ， 节 间试 样 在 断裂 破 坏 时 由
于维管 束 的滑移 而 断 裂 口层 次不 齐 ， 带竹 节 的试 样 在
竹 节 处 断 裂 。 中 速 拉 伸 试 验 中 节 间试 样 相 对 准 静 态 拉 伸 下 的 断 裂 口要 齐 整 。 ２ ）准 静 态 拉 伸 试 验 中 ， 节 间 试 样 的 抗 拉 强 度 最 大， 可达 １ ９ １ ． ２ ３ ＭＰ ａ ； 带 竹 节 的 竹 材 在 竹 节 处 的 抗 拉 强度最 大 为 ８ ６ ． ０ ５ ＭＰ ａ ， 竹 节 承 受 高 强 度 拉 伸 的 能 力 较节 间处 弱 。 ３ ）中 速 拉 伸 试 验 中 ， 竹 材 的抗 拉 强 度会 随 着 竹龄 的增 加而 降低 ， 竹 龄 对 竹 材 的 应 力 一 应 变 曲 线 有 较 大
［ ２ ］高 梦祥 ，郭 康权 ，杨 中平 ．玉 米 秸 秆 的力 学 特 性 测 试研 究 ［ Ｊ ］ ．农 业
机 械 学 报 ，２ ０ ０ ３ ， ３ ４ （ ４ ） ：４ ７ ～４ ９ ．
Ｇａ ｏ Ｍｅ ｎ ｇ ｘ ｉ ａ ｎ ｇ，Ｇｕ ｏ Ｋａ ｎ ｇ ｑ ａ ａ ｎ，Ｙａ ｎ ｇ Ｚ ｈ ｏ ｎ ｇｐ ｉ ｎ ｇ ．Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｎ ｍｅ —
第 ６期
高洪 一 等 ： 竹 材 力学 性 能 研 究
的 竹 材 的抗 拉 强 度 相 差 不 大 。 由 于 竹 材 节 处 维 管 束 分 布稀 疏 且 弯 曲 ， 在拉 伸 时更 容易 受 到破 坏 ， 随 着 竹 龄 的 增大 ， 纤维束变粗 ， 相 应 的 维 管 束 承 受 载 荷 的 能 力 变 强， 使 得抗 拉强 度增 强 。由表 １ 可 以看 出 ， 竹 龄 为 ３年 的竹 材试 样 拉 伸 强 度 最 大 ， 为 １ ９ １ ． ２ ３ ＭＰ ａ ； 带 有 竹 节
《材料与社会》 天然复合材料——竹子
5.4 天然复合材料——竹子我国素有竹子王国之称，拥有极为丰富的竹类资源。
竹子是一种天然复合材料，强度高、弹性好、比重小、生长速度快、价格便宜。
1. 竹子的化学成分主要由纤维素、半纤维素、木质素等组成，其次还含有少量的蛋白质、脂肪、单宁、果胶等。
2. 竹子的复合结构竹子内有多种不同形态的细胞，可以分成两大类：一类是薄壁细胞，它们传递载荷，起着复合材料基体的作用；另一类是以厚壁细胞为主体的维管束，呈连续纤维状，是增强材料。
3. 竹子的优良性能竹子具有优异的力学性能，强度高、弹性好。
竹子的比强度比钢材高 3～4 倍，它的比强度几乎可与高性能的先进复合材料相媲美。
竹子具有抗菌性，因为竹子自身含有天然抗菌成分“竹醌”，在生长过程中无虫蛀，无腐烂。
4. 竹子的广泛应用竹子的应用非常广泛，我们生活中的衣、食、住、行等各方面都有竹子的身影。
采用竹纤维纺织的毛巾和床上用品竹纤维是以自然生长的竹子为原料制备的天然纤维。
竹纤维具有良好的透气性、吸水性、较强的耐磨性、良好的染色性，具有天然抗菌、抑菌、除螨、防臭和抗紫外线功能，具有其它纤维无可比拟的优越性，是绿色生态纺织材料，被业内专家称为“会呼吸”的生态产品。
竹子竹炭 工艺品 建筑材料 家具 日用品 药物 键盘鼠标 服装 纤维 床上用品 竹醋等饮品竹纤维内衣竹纤维含有竹蜜和果胶等成分，与皮肤的亲和力好，没有刺激感，竹纤维内衣穿着舒适，具有很好的保健功能。
竹纤维服装竹纤维服装手感柔软、滑爽，色泽亮丽，穿用舒适，有良好的吸湿性，给人以凉而不冰、雅而不俗的感觉。
由于竹子的天然韧性，竹纤维服装具有可机洗和免熨烫的良好效果，极大地方便了消费者。
竹材的好处
竹材的好处，竹材具有哪些方面的优点，竹板材的好处表现在哪些地方，竹集成材的特性又有什么，这是广大竹业从业者经常会听到的问题，桃花江实业是我国规模最大的竹业龙头企业和竹集成材供应企业，我们始终坚定不移的推进竹材在全球范围内更广泛的利用。
竹作为我国广大南方地区一种最为常见的生物材料，近年来得到了广泛的关注，现代科学技术对竹材进行了全面和深入的研究和开发，其中竹集成材以其优越的特性得到了极大的重视，并且已经开始取代木材得到充分利用。
竹材的好处主要表现在以下几个方面：1、竹材物理力学性能优越，结实耐用，用途广泛：竹子强度要高于常见的木材，有的竹种强度甚至超过钢材。
竹子的主要物理性能如下：抗拉强度：1000 - 4000 千克/平方厘米；抗压强度： 250 - 1000千克/平方厘米；弯曲强度：700 - 3000千克/平方厘米；弹性系数：100000 - 300000千克/立方厘米。
2、竹材料充足，我国资源丰富，加工利用较为便捷：竹具有一次造林成功，地下茎即可年年行鞭出笋、成竹，年年择伐，永续利用而不破坏生态环境的特点。
是中国森林资源的重要组成部分，素有中国第二森林资源之美称。
全国竹林面积达520万公顷。
在世界竹子中工业化利用价值最高、性能最优良，集中成片分布的毛竹约90％分布在中国，为中国竹材工业化利用提供了得天独厚的优势。
3、经久耐用经过适当处理的竹板材使用寿命可达30年之久，而且竹材种类的精心选择、防腐处理、辅助材料的使用以及老化或损坏部分的定期更换等等都能增加产品的耐用性。
4、易于加工原竹材和竹集成材是一种易于加工的材料，可以自由裁切，雕琢，车圆，甚至弯曲和上清漆和各种色漆。
并且竹集成材具有不易劈裂，抗压抗拉，防水防潮的特点。
5、绿色环保竹子与其他植物相比能多释放35％的氧气，这对净化空气、稳定地球大气成分起到了重要的作用。
竹集成材是一种绿色环保的材料，含胶量低于实木板材，而且完全保留了原竹竹片的形态。
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。
竹材物理力学性能研究
2021/3/10
17
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 。
毛竹圆竹基础力学性能
毛竹圆竹基础力学性能目录一、内容概述 (2)二、毛竹圆竹概述 (2)1. 毛竹的生物学特性 (3)2. 圆竹的几何特性 (4)三、毛竹圆竹力学性能的试验与研究 (6)1. 试验方法 (7)2. 试验设备与材料 (8)3. 试验过程及结果分析 (9)四、毛竹圆竹基础力学性能分析 (10)1. 弹性性能 (12)2. 抗压性能 (13)3. 抗弯性能 (14)4. 振动性能 (15)五、毛竹圆竹力学性能的数值模拟与分析 (16)1. 建立模型与假设条件 (17)2. 数值模拟方法 (18)3. 模拟结果与讨论 (19)六、毛竹圆竹在实际应用中的力学性能表现 (21)1. 建筑领域的应用 (22)2. 桥梁领域的应用 (23)3. 其他领域的应用表现 (24)七、毛竹圆竹力学性能的优化与提升途径 (25)1. 优化种植与管理措施 (26)2. 新型材料的复合应用 (27)3. 结构与设计优化 (28)八、结论与展望 (29)1. 研究结论 (31)2. 研究展望与建议 (32)一、内容概述本篇文档深入探讨了毛竹与圆竹的基础力学性能，详尽地分析了这两种竹材在受到外力作用时表现出的力学特性。
通过一系列实验和研究，本文揭示了它们在强度、刚度、韧性以及疲劳性能等关键力学指标上的优异表现，为竹材的合理利用和工程设计提供了重要的理论支撑和实践指导。
本文还详细讨论了影响竹材力学性能的因素，如竹材的纹理、密度、纤维方向等，并探讨了提高竹材力学性能的方法和途径。
这些研究成果不仅对于推动竹材产业的可持续发展具有重要意义，也为相关领域的研究者提供了有益的参考和借鉴。
二、毛竹圆竹概述毛竹(学名：Phyllostachys edulis)和圆竹(学名：Dendrobium nobile)是两种常见的竹子，它们在生物学上属于禾本科植物，但在实际应用中具有不同的特点。
毛竹主要分布在亚洲地区，特别是中国南部和东南亚地区，是一种快速生长、高产的竹子。
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。
”。
竹材的微观结构及其与力学性能的关系
竹材的微观结构及其与力学性能的关系采用宏观与微观相结合的方法,研究了不同种类不同部位的沿壁厚分层竹材的力学性能与生物组织微结构的关系。
在扫描电镜内进行试验动态测试,并分析其形态。
竹材主要由承力的纤维厚壁细胞和起速接作用并传递载荷的薄壁细胞基体所组成。
竹材具有良好的比强度,比刚度,是其厚壁细胞竹纤维排列整齐的结果。
在宏观力学性能方面;毛竹高于蒿竹,靠上部大于基部,竹壁外层优于内层,这都是与纤维组织细密、纤维层厚、纤维密度大等因素有关。
对竹材生物组织微观结构合理分布和独突优越性的了解,不仅对竹材细胞组织的真实形态有进一步的科学认识,而且对研制竹塑及其它复合材料增强的有效性和纤维铺层设计都有实际意义,并有助于对不同部位竹材的充分利用。
重组竹抗压和抗弯力学性能试验研究
计算抗压弹性模量值 8N’
8N
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式中’8N为重组竹抗压 弹 性 模 量"Z[)&$为 上%下 限 荷载差值"]2&+为 引 伸 仪 基 距"GG& 7为 试 件 宽 度"
GG&1为 试 件 Байду номын сангаас 度" GG& !+为 上% 下 限 荷 载 变 形 差
值 " GG$
利用数 值 分 析 减 小 试 验 误 差"取 计 算 得 到 的
首先将试件编号并进行参数测量"用电子式游标卡 尺测 量 重 组 竹 试 件 的 截 面 尺 寸"精 确 至 5/3 GG"并 进行参数录入$ 标明引伸计两个刀口的安装位置$ 4#将重组竹试件绑上引伸计并安装在加载设备的 上%下两支座 间"调 整 受 压 试 件 的 位 置 " 对 试 件 在 试 验前进行预压以消除试件本身或加载装置的缺陷对 试验的影响"以保证试件为轴心受压状态$ 7# 试验 所采 用 的 加 载 速 度 为 4 GGYG("" 断 裂 百 分 比 达 05W时结束"在 7/5 G(" 内 使 试 样 破 坏 )33* $ 将 试 验 数据保存并记录破坏荷载"荷载 允许 测得 精度为 3 2$ 抗压强度试验如图 7 所示$
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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andguaduamecana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。
针叶木纤维竹纤维竹质地和技术条件lignifying细胞建设是非常相似的木材原有的质感。
而木材得到硬中心[Hirnholz]，并成为towardsthe外弱的部分[Splintholz]，竹是在其强硬的外层部分，并在其脆弱的内心部分，是什么原因导致一个更加测试竹材料测试评价和比较的物质条件，对竹子的血统，年龄，湿度内容，当然管的直径emence重要性。
竹子的强度特性的调查比较，不同的结果，所以你可以看到的结果是有很大的波动，虽然他们都测试同一品种的竹子，guadua沙枣。
材料参数材料参数竹 KN /平方厘米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弹性模量 1900 屈曲（压力二纤维）SSD与λ= 10 5,6 SSD与λ= 56 3,9 SSD与λ= 86 2,7 ?Bbending 7,4 ?Tthrust 0,43 ?Ztension二纤维 > = 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。
比较出关DB9/97KN /平方厘米云杉竹钢ST37 弹性模量 1100 2000 21000 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，这是允许压压 4,3 6,2-9,3 14 拉伸强度 8,9 14,8-38,4 16 弯曲强度 6,8 7,6-27,6 14 剪切强度 0,7 2,0 9,2 的限制压力不出错。
Dennoch EIN Versuch。
该图表从DB 9 / 97，德国Bauzeitung。
抗压强度抗压强度管管KN /平方厘米 D =60毫米 D =32毫米平行对纤维 6,36 8,63垂直对纤维 5,25-9,3 相比更大的管超薄管已经得到了较高的抗压强度平行和垂直的纤维截面。
相对苗条的管具有更好的物质条件是造成更大的管有小部分的外皮，这是非常紧张的耐事实。
严格平行定向纤维是由无限的internodium竹筒内壁的纵向cleavability。
内部thenodium跨在每个方向对方。
其强烈silificated的隔膜这种放大节增加管的cleavability强度和抗弯强度。
即使我们知道了坚实的圆钢，圆管具有抗折强度高得多。
木质素的部分影响抗压强度。
鉴于纤维素高的部分影响的扭曲和拉伸强度，因为它代表的建设竹纤维物质。
拉伸强度拉伸强度管管KN /平方厘米 D =80毫米 D =30毫米竹子是能够抵挡以上压缩拉伸。
在这次优越，超薄管。
里面的silificated皮肤外层纤维 MIN = 30,68 MIN = 35,74最大= 32,73 最大= 38,43 内层纤维 MIN = 13,53 MIN = 14,84最大= 16,33 最大= 19,47 完整的壁厚 MIN = 16,27 MIN = 23,25最大= 21,51 最大= 27,58 外，你发现轴向平行extremly弹性纤维的拉伸强度高达40kN/cm平方米。
作为对比：extremly强大的木纤维可以抵抗紧张高达5千牛顿/平方厘米和钢ST37可以抵抗张力尽可能最高的37千牛顿/厘米2（极限应力极限/打破极限！）Elastical模量海关elastical模量压力千牛/厘米2毫米 D = 100 D = 80 D = 70 分 1519 1890 1650 弹性模量，你可以看到在有关其截面使用的超薄管的优势，太。
在管壁外部分的高强度纤维的积累也积极elastical喜欢张力剪切和弯曲强度模量。
存在的管截面的完美关系，如果低于或以上的elastical模量降低（较高的竹elastical模量，质量更高）。
像实木elastical模竹也减少了5到10％，具有越来越大的压力。
巨大的弹性，使竹是一个非常有用的建筑材料，在地震高风险地区。
在亚洲，他们仍然竹筒兴建棚架。
EZ elastical模量紧张千牛/厘米2毫米 D = 90 D = 80 D = 70分 1700 1790 1400最大 2200 2410 ？竹棚架EB elastical模量弯曲KN /厘米2 毫米D = 100 D = 70 D = 30外层纤维 1690 2270 3250 内层纤维 1360 1890 -完整的竹筒1700-2200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。
剪切强度剪切强度kN /厘米2干 MIN = 1,69 最大= 2,31 平均= 1,98 管 MIN = 1,47 最大= 2,22 平均= 1,67 特别是竹筒joinings建设，重要的是要考虑的抗剪强度。
剪切的距离的影响surfacedecreases，越来越多的剪切面的长度。
在壁厚为10毫米的剪切强度比与管壁厚6毫米低约11％，这可能是由每截面表面的高强度纤维的分布解释。
表中的值internodium材料。
nodien材料的值高出约50％。
断裂行为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。
一拳造成的断裂行为断裂行为冲竹筒需要的工作几乎是相同的，是否一拳命中结的internodium。
但是，打破条件itsself是完全不同的。
如果一拳命中结管爆裂轴向条纹;这意味着打破垂直纤维的强度努力的结果。
如果一拳命中internodium，你会发现实际的突破;这意味着作为纤维方向的拉伸强度的努力的结果突破。
最终打破冲床的结果（D = 30毫米; D = 4毫米）约2,65 MKP /平方厘米。
云杉（0,5 MKP /平方厘米）的价值，这是没有可比性，因为竹当然不扎实，但管。
西蒙Eicher，奥托格拉夫学院竹guadua沙枣承载容量为博士考试。
抗压强度FC，0 5,6千牛顿/平方厘米抗压强度EC，0 1840千牛/厘米2平均抗弯强度FM 7,4千牛顿/平方厘米平均抗弯强度在完美的干燥 10千牛顿/平方厘米弯曲模量平均elasic 1790kN/cm平方米紧张的平均elasical模量 1900千牛/厘米2 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elastical模数65个样本 1350 2770 2150longitudenal压力，平行的76个无节：2,26 7,05 3,93测试负载限制在山谷，卡利与CIBAM大学在帕尔米拉guadua沙枣，Kolumbien建筑师奥样本节：2,62 6,36紧张，并行163样本无节：？？32,13 19,19节：12,1720,68层间强度的27个样本 0,45 1,44 0,93 斯卡伊达尔戈洛佩斯（大学国家波哥大）和ING的指导下进行。
圣何塞比利亚尔和ING。
帕特里夏Imery。
程序导向Motoi奥塔作文：“竹干的特性研究”。
§ 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10mm总高的一半管壁的平均直径§ 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。
一岁管顶住压力2,61千牛/厘米2第六岁的管顶住了压力可达7,05 KN /平方厘米。
但在一个一岁多，尽管所有的期望抵制32,06千牛/厘米的紧张2和拉伸强度下降在5至6岁鲜明。
§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11,75 KN /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。
结果竹林这是很容易识别，研究结果有很大的差异。
这是问题天气比较它们彼此是有可能的。
Especally因为默默无闻的考试要求。
到被提到，每一个结果是在哥伦比亚的检查结果，CIBAM 突破的大学DEL山谷，卡利（1000以上NN米）合作的工作，一个千牛/厘米2，在麦德林其他考试elastical modulor它（ 1800米）和1400-1700米神经网络在咖啡区目前甚至更高的价值。