重组竹材料强度参数试验方案

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1、 重组竹纵向拉伸试验方案1. 试验目的对重组竹进行纵向抗拉试验，在比例极限内按应力与应变关系，确定重组竹纵向抗拉弹性模量；按最大加载力与面积的关系，确定重组竹纵向抗拉极限强度。2. 试验设备本次试验所用设备有：SANS万能力学试验机、TDS-530静态数据采集系统。3. 试验概述3.1 试件制作参考建筑用竹材物理试验方法JG/T 199-2007 关于竹材抗拉试件的相关要求，本次试验采用的竹材抗拉试件尺寸如图3.1 所示，夹头末端到有效区间始端弧度按照标准半径R=280mm，有效区域长度L0=70 mm，宽度W0=8 mm，厚度T0=8 mm；试件总长度L=250 mm。试件编号依次为：1-1

2、,1-21-30。试样长度、宽度和厚度的允许误差为，整个试样上各尺寸的相对偏差，不应大于0.1mm。图3.1 纵向抗拉试件尺寸3.2 试验步骤（1）测量三次抗拉试件有效区域（中间段长度70 mm）宽度和厚度，取平均值并记录；标记抗拉试件有效区间中线，用于粘贴应变片及加载时调整试件的垂直度。（2）在抗拉试件有效区间的中部一侧粘贴应变片。试验采用的应变片栅格大小为20 mm3 mm，灵敏系数为2.06。 （3）将抗拉试件安装到试验机上，并将力传感器、应变片与TDS-530静态数据采集系统连接，测定采集仪电压与荷载转换系数K为6.6281。（4）随机选取6个试件测定材料的弹性区间，最终确定的弹性循环

3、区间为10002000N；加载速度为50 N/s。由程序控制的加载制度如下：1.力控制50 N/s，目标力控制1000 N（下限荷载值）；2.力控制50 N/s，目标力控制2000 N（上限荷载值）；3.力控制50 N/s，目标力控制800 N（0.8 倍下限荷载值）；4.力控制50 N/s，目标位移控制100 mm。其中，步骤13循环6次。（5）计算。计算弹性模量和极限拉应力。在六次循环加载中，取后四次平均值分别按式3-1计算弹性模量。按式3-2计算抗拉强度。 (3-1)式中：抗拉弹性模量，MPa；受拉荷载增量，N； 受拉纵向应变增量； A试件有效截面面积，。 (3-2)式中：抗拉强度，MP

4、a；极限拉力，N；A试件抗拉截面积，。参考GB1938-91木材顺纹抗拉强度实验方法，试样含水率为9%15%时，顺纹抗拉强度按3-3式计算，准确至0.1MPa。 （3-3）式中：试样含水率为12%时的抗拉强度，可取； 试样含水率，%。3.3 试验结果表3.1重组竹纵向抗拉强度、弹性模量试件编号截面长（mm）截面宽（mm）截面积（mm2）最大力（kN）抗拉强度（MPa）弹性模量（MPa）1-11-21-31-41-51-61-71-81-91-101-111-121-131-141-151-161-171-181-191-201-211-221-231-241-251-261-271-281-2

5、91-30平均值标准差重组竹纵向压缩试验方案1. 试验目的重组竹纵向压缩试验时，在比例极限阶段内以应力、应变的关系，确定重组竹纵向抗压弹性模量；按最大加载力与面积的关系，确定重组竹纵向抗压强度。2. 试验设备微机控制电液伺服压力试验机（最大负荷1000 kN）及TDS-530静态数据采集系统。3. 试验概述3.1 试件制作参考ASTM D143-09 关于竹材抗压试件的相关要求，本次试验采用的竹材纵向抗压试件尺寸如图3.1 所示。试件编号依次2-1,2-22-15。试样长度、宽度和厚度的允许误差为，整个试样上各尺寸的相对偏差，不应大于0.1mm。本试验设计尺寸为50 mm50 mm200mm。

6、图3.1 纵向抗压试件尺寸3.2 试验步骤（1）测量三次抗压试件截面长度、宽度和试件高度，精确至0.1 mm，取平均值并记录；称量每个抗压试件质量，并记录。（2）选取竹丝纹理清晰、基本无缺陷的两对面，标记侧面中心线并粘贴应变片。试验采用应变片栅格大小为20 mm3 mm，灵敏系数为2.06。（3）将抗压试件安装到试验机，并将力传感器、应变片与TDS-530静态数据采集系统连接。（4）随机选取6 个试件测定重组竹纵向抗压的弹性区间，最终确定的弹性循环区间为30150 kN；加载速度为700 N/s。由程序控制的加载制度如下：1.力控制700 N/s，目标力控制30 kN（下限荷载值）；2.力控制

7、700 N/s，目标力控制150 kN（上限荷载值）；3.力控制700 N/s，目标力控制24 kN（0.8 倍下限荷载值）；4.力控制700 N/s，目标力控制1000 kN。其中，步骤13循环6 次；全程加载时间约50分钟。（5）计算。计算弹性模量、泊松比和极限压应力。在六次循环加载中，取后四次平均值分别按式3-1和3-2计算弹性模量和泊松比。6次加载循环完后继续加载，加载制度700N/S，试件进入非线性变形后，改用位移控制单调加载，加载速率为1mm/min,直至试件破坏。按式3-3计算抗压强度。 （3-1）式中：弹性模量，MPa； 荷载增量，N； 纵向应变增量； A试件抗压截面积，。 （

8、3-2)式中：泊松比； 横向应变；纵向应变。 (3-3)式中：抗压强度，MPa；极限压力，N；A试件抗压截面积，。试验结果表3. 1重组竹纵向抗压强度、弹性模量和泊松比表试件编号边长a（mm）边长b（mm）抗压截面积（mm2）极限压力(kN)极限压应 力（MPa）弹 性模 量(MPa)泊松比2-12-22-32-42-52-62-72-82-92-102-102-122-132-142-15平均值标准差变异系数重组竹横向压缩试验方案1.试验目的重组竹横向压缩试验时，在比例极限阶段内以应力、应变的关系，确定重组竹横向抗压弹性模量；按最大加载力与面积的关系，确定重组竹横向抗压强度。2.试验设备微机

9、控制电液伺服压力试验机（最大负荷1000 kN）及TDS-530静态数据采集系统。3.试验概述3.1试件制作参考ASTM D143-09 关于竹材抗压试件的相关要求，本次试验采用的竹材横向抗压试件尺寸如图3.1 所示。试件编号依次3-1,3-23-15。试样长度、宽度和厚度的允许误差为，整个试样上各尺寸的相对偏差，不应大于0.1mm。本试验设计尺寸为50 mm50 mm150mm。图3.1 横向抗压试件尺寸3.2 试验步骤（1）测量三次抗压试件截面长度、宽度和试件高度，精确至0.1 mm，取平均值并记录；称量每个抗压试件质量，并记录。（2）选取竹丝纹理清晰、基本无缺陷的两对面，标记侧面中心线并

10、粘贴应变片。试验采用应变片栅格大小为20 mm3 mm，灵敏系数为2.06。（3）将抗压试件安装到试验机，并将力传感器、应变片与TDS-530静态数据采集系统连接。（4）随机选取6 个试件测定重组竹纵向抗压的弹性区间，最终确定的弹性循环区间为30150 kN；加载速度为700 N/s。由程序控制的加载制度如下：1.力控制700 N/s，目标力控制30 kN（下限荷载值）；2.力控制700 N/s，目标力控制150 kN（上限荷载值）；3.力控制700 N/s，目标力控制24 kN（0.8 倍下限荷载值）；4.力控制700 N/s，目标力控制1000 kN。其中，步骤13循环6次；全程加载时间约

11、50分钟。（5）计算。计算弹性模量、泊松比和极限压应力。在六次循环加载中，取后四次平均值分别按式3-1和3-2计算弹性模量和泊松比。6次加载循环完后继续加载，加载制度700N/S，试件进入非线性变形后，改用位移控制单调加载，加载速率为1mm/min,直至试件破坏。按式3-3计算抗压强度。 （3-1）式中：弹性模量，MPa； 荷载增量，N； 纵向应变增量； A试件抗压截面积，。 （3-2)式中：泊松比； 横向应变；纵向应变。 (3-3)式中：抗压强度，MPa；极限压力，N；A试件抗压截面积，。试验结果表3. 1重组竹横向抗压强度、弹性模量和泊松比表试件编号边长a（mm）边长b（mm）抗压截面积（

12、mm2）极限压力(kN)极限压应 力（MPa）弹 性模 量(MPa)泊松比3-13-23-33-43-53-63-73-83-93-103-103-123-133-143-15平均值标准差变异系数重组竹横向拉伸试验方案11. 试验目的对重组竹进行横向抗拉试验，测得相应横向抗拉强度、弹性模量及拉伸应力应变曲线。2. 试验设备SANS万能力学试验机、TDS-530静态数据采集系统。3. 试样概述3.1 形状及尺寸参考ASTM D143-09 关于竹材抗拉试件的相关要求，本次试验采用的竹材横向抗拉试件尺寸如图3.1 所示。试件编号依次4-1,4-24-35。试样长度、宽度和厚度的允许误差为，整个试样

13、上各尺寸的相对偏差，不应大于0.1mm。试样平面具体尺寸见图3，厚度为50mm。图3.1 横向压缩构件尺寸图3.2 试验步骤（1）测量三次抗拉试件有效区域（中间段长度25 mm）宽度和厚度，取平均值并记录；标记抗拉试件有效区间中线，用于粘贴应变片及加载时调整试件的垂直度。（2）在抗拉试件有效区间的中部一侧粘贴应变片。试验采用的应变片栅格大小为20 mm3 mm，灵敏系数为2.06。 （3）将抗拉试件安装到试验机上，并将力传感器、应变片与TDS-530静态数据采集系统连接，测定采集仪电压与荷载转换系数K为6.6281。（4）随机选取6个试件测定材料的弹性区间，最终确定的弹性循环区间为100020

14、00N；加载速度为50 N/s。由程序控制的加载制度如下：1.力控制50 N/s，目标力控制1000 N（下限荷载值）；2.力控制50 N/s，目标力控制2000 N（上限荷载值）；3.力控制50 N/s，目标力控制800 N（0.8 倍下限荷载值）；4.力控制50 N/s，目标位移控制100 mm。其中，步骤13循环6次。（5）计算。计算弹性模量和极限拉应力。在六次循环加载中，取后四次平均值分别按式3-1计算弹性模量。按式3-2计算抗拉强度。 (3-1)式中：抗拉弹性模量，MPa；受拉荷载增量，N； 受拉纵向应变增量； A试件有效截面面积，。 (3-2)式中：抗拉强度，MPa；极限拉力，N；

15、A试件抗拉截面积，。参考GB1938-91木材顺文抗拉强度实验方法，试样含水率为9%15%时，顺纹抗拉强度按3-3式计算，准确至0.1MPa。 （3-3）式中：试样含水率为12%时的抗拉强度，可取； 试样含水率，%。3.3试验结果表3.1重组竹横向抗拉强度、弹性模量试件编号截面长（mm）截面宽（mm）截面积（mm2）最大力（kN）抗拉强度（MPa）弹性模量（MPa）4-14-24-34-44-54-64-74-84-94-104-114-124-134-144-154-164-174-184-194-204-214-224-234-244-254-264-274-284-294-304-314

16、-324-324-334-344-35平均值标准差重组竹横向拉伸试验方案21. 试验目的对重组竹进行横向抗拉试验，在比例极限内按应力与应变关系，确定重组竹横向抗拉弹性模量；按最大加载力与面积的关系，确定重组竹横向抗拉极限强度。2. 试验设备本次试验所用设备有：SANS万能力学试验机、TDS-530静态数据采集系统。3. 试验概述3.1 试件制作参考木材横纹抗拉强度试验方法GB/T 14017-2009 关于木材抗拉试件的相关要求，本次试验采用的竹材抗拉试件尺寸如图3.1 所示，夹头末端到有效区间始端弧度按照标准半径R=48mm，有效区域长度L0=30 mm，宽度W0=6 mm，厚度T0=30

17、mm；试件总长度L=150 mm。试件编号依次为：4-1,4-24-35。试样长度、宽度和厚度的允许误差为，整个试样上各尺寸的相对偏差，不应大于0.1mm。图3.1 纵向抗拉试件尺寸3.2 试验步骤（1）测量三次抗拉试件有效区域（中间段长度30 mm）宽度和厚度，取平均值并记录；标记抗拉试件有效区间中线，用于粘贴应变片及加载时调整试件的垂直度。（2）在抗拉试件有效区间的中部一侧粘贴应变片。试验采用的应变片栅格大小为20 mm3 mm，灵敏系数为2.06。 （3）将抗拉试件安装到试验机上，并将力传感器、应变片与TDS-530静态数据采集系统连接，测定采集仪电压与荷载转换系数K为6.6281。（4

18、）随机选取6个试件测定材料的弹性区间，最终确定的弹性循环区间为10002000N；加载速度为50 N/s。由程序控制的加载制度如下：1.力控制50 N/s，目标力控制1000 N（下限荷载值）；2.力控制50 N/s，目标力控制2000 N（上限荷载值）；3.力控制50 N/s，目标力控制800 N（0.8 倍下限荷载值）；4.力控制50 N/s，目标位移控制100 mm。其中，步骤13循环6次。（5）计算。计算弹性模量和极限拉应力。在六次循环加载中，取后四次平均值分别按式3-1计算弹性模量。按式3-2计算抗拉强度。 (3-1)式中：抗拉弹性模量，MPa；受拉荷载增量，N； 受拉纵向应变增量；

19、 A试件有效截面面积，。 (3-2)式中：抗拉强度，MPa；极限拉力，N；A试件抗拉截面积，。参考GB1938-91木材顺纹抗拉强度实验方法，试样含水率为9%15%时，顺纹抗拉强度按3-3式计算，准确至0.1MPa。 （3-3）式中：试样含水率为12%时的抗拉强度，可取； 试样含水率，%。3.3 试验结果表3.1重组竹横向抗拉强度、弹性模量试件编号截面长（mm）截面宽（mm）截面积（mm2）最大力（kN）抗拉强度（MPa）弹性模量（MPa）4-14-24-34-44-54-64-74-84-94-104-114-124-134-144-154-164-174-184-194-204-214-2

20、24-234-244-254-264-274-284-294-304-314-324-334-344-35平均值标准差重组竹面内剪切试验方案1. 试验目的对重组竹进行面内剪切试验，测得相应面内剪切强度、剪切模量及剪切应力应变曲线。2. 原理将开有对称V型槽口的试样夹持在一对专用夹具上，通过试验机的拉伸在试样工作区内产生剪应力，最终使试样因剪切而破坏。3. 试验设备本次试验所用设备有：SANS万能力学试验机、游标卡尺、量角器、TDS-530静态数据采集系统、夹具。4. 试验概述4.1 试件制作参考ASTM D7078/D7078M-12关于复合材料面内剪切性能试验方法的相关要求，本次试验采用V型

21、槽口试样，具体尺寸见图1。试件编号依次为： 5-1,5-25-35。试样长度、宽度和厚度的允许误差为，整个试样上各尺寸的相对偏差，不应大于0.1mm。图1面内剪切正视图试样4.2 试验步骤（1）检查试样外观，若试验有缺陷、尺寸或槽口方向不符合要求，应予以作废。（2）对试样编号，在槽口处测量3次宽度和厚度后取平均值，精确至0.01mm。（3） 在试样中心贴应变片，应变片位于试样凹槽中心两端加载轴的45方向。 （4）先在一边的夹具上插入试样并在空隙处放上垫块，将试样移动至夹具中间位置，稍加拧紧夹具螺钉和垫块螺钉以固定试样然后对载荷清零。（5） 连接应变仪，对应变清零。（6） 将试样插入另一边的夹具

22、并对称上紧所有夹具螺钉，然后稍加拧松垫块螺钉使其能上下滑动。（7）以2mm/min速度进行试验。（8）试验过程中，同步记录载荷和应变值，直至试样破坏；若设备无法自动记录，可分级加载，级差为破坏载荷的5%10%。（9）试验过程中发生载荷忽然下降或试样发生破坏时，记录其载荷、应变和试样状况。（10）在非工作区发生破坏或非剪应力造成破坏时，应予作废。（11）计算。绘制剪切应力应变曲线，剪切应力按式（1）计算，剪切应变按式（2）计算，剪切模量G按式（3）计算： （1） （2） （3）式中：为剪切应力，单位为兆帕（MPa）；为载荷，单位为牛顿（N）；为试样厚度，单位为毫米（mm）；为试样槽口处宽度，单位为毫米（mm）；为剪切应变；为和方向应变值；为剪切模量，单位为兆帕（MPa）；为剪切应力增量，单位为兆帕（MPa）；为与剪切应力增量对应的剪切应变增量。4.3 试验结果计算结果按ASTM D7078/D7078M-12，给出：a) 剪切应力-应变曲线；b) 若出现载荷下降状况，给出该点的剪切应力和剪切应变；c) 割线弹性模量；d) 残余应变剪切强度及其残余应变容限取值；e）极限剪切强度，需要时给出相应试样状况(如破坏或未破坏)。