棕櫚葉鞘纖維是一種廣泛分布于自然界中的天然材料,同時也是具有明顯多尺度結(jié)構(gòu)的生物復(fù)合材料,由于其綠色環(huán)保和可持續(xù)性特征,其力學(xué)性能吸引了眾多科學(xué)家的關(guān)注。本文以棕櫚葉鞘纖維作為研究對象,建立解析模型與有限元模型,研究棕櫚葉鞘纖維彈性力學(xué)特征。棕櫚葉鞘纖維可以看作是以具有空腔的細長單纖維作為增強相,單纖維間的胞間物質(zhì)為基體的復(fù)合材料。本文測量了棕櫚葉鞘纖維不同尺度的性能特征,包括棕櫚葉鞘纖維、單纖維、單纖維細胞壁,運用解析模型與有限元模型模擬棕櫚葉鞘纖維和毛竹維管束在彈性應(yīng)變下的應(yīng)力應(yīng)變彈性行為特征,并探討各組成單元的作用以及對其性能的貢獻。由于毛竹維管束與棕櫚纖維鞘具有相似結(jié)構(gòu),且關(guān)于其結(jié)構(gòu)及不同層次的力學(xué)性能已有較為豐富的研究基礎(chǔ),本文引用其他研究者的成果中的毛竹性能參數(shù),建立模型,與棕櫚葉鞘纖維進行對比研究,以便更深入研究具有這種結(jié)構(gòu)的材料的彈性力學(xué)行為。得出以下的主要結(jié)論:（1）對棕櫚葉鞘纖維進行拉伸測試,結(jié)果顯示,其模量在1.1-1.7GPa之間,拉伸斷裂強度在130-160MPa之間,表現(xiàn)出明顯彈塑性特征,且屈服較早。XRD測試分析獲得棕櫚葉鞘纖維結(jié)晶度為34.13%。結(jié)合3... 

【文章來源】：西南大學(xué)重慶市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

不同天然生物復(fù)合材料截面結(jié)構(gòu)，（a-c）竹維管束[8,9]

西南大學(xué)碩士學(xué)位論文2圖1-1不同天然生物復(fù)合材料截面結(jié)構(gòu)，（a-c）竹維管束[8,9]，（d）椰殼纖維[10]，（e-f）大絲葵[11]Figure1-2Cross-sectionalstructureofdifferentnaturalbiologicalcomposites:(a-c)mosobamboovascularbundle[8,9],(d)coconutshellfiber[10],(e-f)washingtoniarobusta[11]1.1.1棕櫚葉鞘纖維棕櫚又名棕樹，屬于被子植物門，單子葉植物綱，棕櫚科，貝葉棕亞科，貝葉棕族，三齒棕亞族，棕櫚屬，是一種自然界中廣泛分布的檳榔目的木本植物[12]。棕櫚科共約有222屬2500多種，主要分布于熱帶和亞熱帶地區(qū)，其中巴西是全球棕櫚植物最豐富的國家[13]。如今，我國的棕櫚主要分布在亞熱帶與熱帶交界處的山區(qū)，云貴川渝地區(qū)較常見，云貴高原山區(qū)最集中，陜西漢中、兩湖兩廣、皖浙閩地區(qū)有少量零星分布[14]。圖1-2棕櫚樹與棕櫚葉鞘纖維：（a）棕櫚樹；（b）葉鞘；（c，d）棕櫚葉鞘纖維Figure1-2Palmtreeandpalmsheathfiber:(a)palmtree;(b)leafsheath;(c,d)sheathfiber棕櫚為多年生的常綠喬木，樹干挺立，高大挺拔，且對煙塵、氟化氫、二氧化硫等多種有害氣體具備較強的抗性以及吸收能力，適用于空氣污染區(qū)的大面積栽種，故常作為園林和行道的觀賞植物。除此之外，棕櫚還有多種用途：由于其

?姿?院臀??悅饗?提高，表面性能的改變也意味著其在應(yīng)用于復(fù)合材料時，界面性能的改善[1]。棕櫚葉鞘纖維直徑在其不同部位存在差別，纖維的直徑范圍在49.29-600μm，總的來說越接近葉鞘纖維尖端，其直徑越小[1]。棕櫚葉鞘纖維呈近圓柱狀，纖維橫截面由單纖維及篩管構(gòu)成，單纖維緊密排列，且單纖維是中空的，中空度高達47．21％，單纖維之間相互獨立，由細胞間質(zhì)連接，截面整體呈現(xiàn)蜂窩狀。與其他木質(zhì)纖維相似，棕櫚葉鞘纖維單纖維細胞壁具有分層結(jié)構(gòu)，分為初生層P和次生層S，初生層很薄，次生層包括S1、S2層[19-21]。圖1-3棕櫚葉鞘纖維縱向結(jié)構(gòu)Figure1-3Longitudinalstructureofpalmsheathfiber

【參考文獻】：
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本文編號：2951757