竹子主要由薄壁组织和纤维组成，薄壁组织约占竹秆壁的52%。竹纤维作为主要承重元件，对其结构和性能进行了详细研究。然而，有关薄壁组织的结构和力学性能的研究仍然有限。因此，本研究重点关注竹薄壁组织三维（3D）结构的综合表征。此外，该研究还包括对实质组织的拉伸和压缩特性的评估，以及对失效机制的分析和讨论。薄壁细胞可分为两类：长细胞，约占89.37%；和短细胞。实测薄壁组织的拉伸强度和弹性模量分别为48.81 MPa和706.48 MPa。导致拉伸破坏的裂纹扩展主要发生在中间层，并伴有部分穿透细胞壁。关于实质组织压缩，可以识别三个可辨别的阶段：弹性阶段、平台阶段和致密化阶段。薄壁组织的轴向承载能力超过切向和径向的承载能力。薄壁组织的轴向压缩强度和弹性模量分别在 18.82 MPa 和 5.24 GPa 下测量。实质组织中的压缩破坏模式包括压缩弯曲和细胞断裂、中层的剪切破坏以及细胞壁的脱离和脱粘。 此次研究得出的综合结构和力学参数为数值模型的开发和了解竹子的各种力学性能提供了宝贵的见解。



"点击查看英文标题和摘要"