本文關(guān)鍵詞：重組竹高溫下基本性能試驗研究

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【摘要】：竹材是一種可再生、可降解的天然生物質(zhì)材料,具有生長速度快產(chǎn)量高等特點。重組竹是以原竹材為原料,經(jīng)工業(yè)化制造而成的一種高強復(fù)合材料,其力學(xué)性能和阻燃性均優(yōu)于木材,環(huán)保指標(biāo)已達(dá)歐洲E1級標(biāo)準(zhǔn),是一種具有廣闊應(yīng)用前景的高強生物質(zhì)結(jié)構(gòu)材料。重組竹屬于可燃材料,因此對重組竹結(jié)構(gòu)房屋的火災(zāi)安全性能存在疑問,而目前對其抗火性能的研究尚屬空白,故本文對重組竹高溫下基本性能開展的研究具有重要意義。針對安徽廣德五年生毛竹制作的重組竹開展了熱物理性能試驗研究�；谒矐B(tài)平面熱源法,通過HotDisk熱常數(shù)分析試驗測定了材料高溫下的導(dǎo)熱系數(shù),提出了重組竹導(dǎo)熱系數(shù)和熱擴散率隨溫度變化關(guān)系模型；采用TGA-DSC測量了材料高溫下比熱容,得到重組竹比熱容隨溫度變化關(guān)系曲線；通過TGA熱重分析試驗測定了材料質(zhì)量百分率隨溫度變化曲線,分析了重組竹材料的熱穩(wěn)定性。本文對重組竹順紋橫紋進行了高溫穩(wěn)態(tài)試件拉伸和壓縮試驗分析了各種工況條件下材料破壞機理,考察了材料各項性能指標(biāo)(彈性模量、抗拉抗壓強度、極限應(yīng)變等)與溫度的關(guān)系,所得各項試驗應(yīng)力-應(yīng)變曲線作為提出重組竹常溫及高溫下本構(gòu)模型的基本依據(jù)。為研究在單面受火條件下重組竹炭化速度,根據(jù)IS0834火災(zāi)試驗方法,進行了3組48個重組竹試件單面受火試驗,結(jié)果表明：重組竹單面受火炭化速度與受火時間呈非線性關(guān)系,隨著受火時間增大炭化速度逐漸減小;隨著含水率的增加,重組竹橫紋和順紋方向炭化速度均不斷減小；重組竹橫紋方向炭化速度大于順紋炭化速度,而且兩者的比值大約在1.1-1.3之間。最后給出了考慮受火時間、含水率及紋理因素的重組竹單面受火炭化速度模型。為研究在多面受火條件下重組竹炭化速度,分別進行了4組8根重組竹梁四面受火試驗和4組8根重組竹梁三面受火試驗,結(jié)果表明：重組竹梁有效面積因受火炭化而減小,邊角棱角不再存在,呈圓弧狀。多面受火中角部炭化速度與非角部區(qū)域炭化速度差異比較明顯,在單面受火炭化模型基礎(chǔ)上提出考慮圓角區(qū)域影響、含水率及受火時間的多面受火炭化速度模型,最后得出炭化速度計算模型,為以后重組竹構(gòu)件抗火設(shè)計計算剩余截面提供重要參數(shù)。
【關(guān)鍵詞】：重組竹 熱工性能 炭化速度 力學(xué)性能 高溫下
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU366.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 引言10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 竹木材熱物理特性11-12
• 1.2.2 竹木材常溫及高溫力學(xué)性能12-13
• 1.2.3 木材炭化特性13-16
• 1.3 本文研究目標(biāo)及內(nèi)容16-20
• 1.3.1 研究目標(biāo)16
• 1.3.2 研究內(nèi)容16
• 參考文獻(xiàn)16-20
• 第二章 重組竹熱物理性能試驗研究20-31
• 2.1 引言20
• 2.2 HotDisk熱常數(shù)分析試驗20-27
• 2.2.1 瞬態(tài)平面熱源法(TPS)的基本原理20-21
• 2.2.2 試驗設(shè)備21-22
• 2.2.3 試樣制備22-23
• 2.2.4 試驗結(jié)果與分析23-27
• 2.3 比熱容和熱重分析試驗27-29
• 2.3.1 試驗儀器及制度27
• 2.3.2 試驗結(jié)果27-29
• 2.4 本章小結(jié)29
• 參考文獻(xiàn)29-31
• 第三章 重組竹高溫力學(xué)性能試驗研究31-48
• 3.1 引言31
• 3.2 拉伸壓縮試驗31-33
• 3.2.1 試件制備31-32
• 3.2.2 試驗過程32-33
• 3.3 試驗結(jié)果與分析33-45
• 3.3.1 單軸拉伸33-39
• 3.3.2 單軸壓縮39-44
• 3.3.3 高溫密度折減系數(shù)44-45
• 3.4 本章小結(jié)45-46
• 參考文獻(xiàn)46-48
• 第四章 重組竹單面受火炭化速度試驗研究48-70
• 4.1 引言48
• 4.2 重組竹單面受火試驗48-57
• 4.2.1 試驗準(zhǔn)備48-50
• 4.2.2 試驗過程50-52
• 4.2.3 試驗結(jié)果52-57
• 4.3 炭化模型57-63
• 4.3.1 炭化深度與受火時間的關(guān)系57-61
• 4.3.2 炭化因子與含水率的關(guān)系61
• 4.3.3 模型驗證61-63
• 4.4 炭化溫度63-68
• 4.4.1 熱分析理論基礎(chǔ)63-65
• 4.4.2 溫度場分析65-66
• 4.4.3 結(jié)果分析66-68
• 4.5 本章小結(jié)68
• 參考文獻(xiàn)68-70
• 第五章 重組竹梁多面受火炭化速度試驗研究70-86
• 5.1 引言70
• 5.2 重組竹多面受火梁試驗70-78
• 5.2.1 試驗準(zhǔn)備70-72
• 5.2.2 試驗步驟與現(xiàn)象72-74
• 5.2.3 試驗結(jié)果分析74-78
• 5.3 多面受火炭化模型78-84
• 5.4 本章小結(jié)84
• 參考文獻(xiàn)84-86
• 第六章 總結(jié)與展望86-88
• 6.1 總結(jié)86
• 6.2 展望86-88
• 致謝88-90
• 作者簡介90

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