当前位置: X-MOL 学术Ind. Crops Prod. › 论文详情
Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
竹子作为塑料的替代品:竹子多尺度柔性变形和弯曲韧性的潜在机制
Industrial Crops and Products ( IF 5.6 ) Pub Date : 2023-08-25 , DOI: 10.1016/j.indcrop.2023.117351
Xin Wei , Shaohua Gu , XianJun Li , Suxia Li , Lei Li , Ge Wang

为了开发通过编织、缠绕和成型的竹基产品以促进“以竹代塑”,迫切需要充分了解竹子在多个尺度上的柔性变形和弯曲韧性的潜在机制。在本研究中,我们通过原位高分辨率场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和X射线微计算机断层扫描(Micro-CT)量化了不同曲率下竹细胞的微变形和应变,以分析其柔性细胞和纳米尺度的变形。使用宏观和细胞壁尺度的数学模型定量计算断裂形态中体现的增韧机制。结果表明,随着竹秆径向纤维含量的变化,竹子在纵向上同时具有优异的柔性变形和弯曲韧性。竹子的柔性变形是通过适应外部应力分布的拉伸厚壁组织纤维(SF)和可压缩薄壁组织细胞(PC)之间的协同细胞变形来实现的。具有较大拉伸应变 (0.027) 的 SF 即使在 PC 断裂 (0.019) 后也能承受载荷,而压缩层中的 PC 通过塑性变形起到缓冲作用。同时,微纤维以不同角度缠绕的细胞壁亚层表现出显着不同的杨氏模量和断裂模式,并经数学模型验证。多壁纤维拔出和裂纹偏转是竹子在宏观和细胞尺度上的主要增韧机制。多壁纤维的拔出能对断裂能量耗散贡献最大,占46.0∼77.5%,而薄弱的胞间界面有效促进裂纹偏转,降低局部应力,延缓竹材破坏。





"点击查看英文标题和摘要"

更新日期:2023-08-25
down
wechat
bug