本文關(guān)鍵詞：船舶用分級(jí)膠合竹層板的設(shè)計(jì)、制造及評(píng)價(jià)

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【摘要】：隨著我國(guó)竹產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,竹篾膠合板、竹定向刨花板、重組竹及竹集成材等產(chǎn)品在廣泛應(yīng)用于市場(chǎng)上。竹集成材以竹條為基本構(gòu)成單元,主要應(yīng)用于家具和地板領(lǐng)域。本文以毛竹(Phyllostachys edulis)竹條為研究對(duì)象,通過尺寸檢量為其作為規(guī)格竹條使用提供依據(jù),并進(jìn)行密度和模量的分級(jí)。以各密度等級(jí)的規(guī)格竹條為基本單元,采用階梯錯(cuò)縫、連續(xù)組坯和熱壓的方法制造對(duì)應(yīng)密度等級(jí)的分級(jí)膠合竹層板,并評(píng)價(jià)了各等級(jí)規(guī)格竹條及其對(duì)應(yīng)膠合竹層板的物理力學(xué)性能,并利用制備的竹層板及制備的膠合竹(即竹集成材),對(duì)船舶骨架進(jìn)行制造示范。本研究的主要研究結(jié)果如下:(1)定制竹條尺寸穩(wěn)定,滿足規(guī)格竹條的定義,氣干密度分布于0.50-0.95 g/cm~3,主要利用密度區(qū)間為0.50-0.85 g/cm~3,以0.05 g/cm~3的密度區(qū)間長(zhǎng)度進(jìn)行密度劃分,建立了基于氣干密度的分級(jí)方法;規(guī)格竹條抗彎彈性模量主要分布于6-13 GPa,以1 GPa的模量區(qū)間長(zhǎng)度進(jìn)行模量劃分,建立了基于模量的分級(jí)方法。(2)對(duì)D50-D80的7個(gè)等級(jí)規(guī)格竹條進(jìn)行力學(xué)性能評(píng)價(jià),結(jié)果顯示隨規(guī)格竹條密度增大,抗彎模量和各項(xiàng)力學(xué)強(qiáng)度值均隨之增加。徑弦向抗彎模量線性相關(guān)性很高(R~2在0.96-0.99之間),可相互推導(dǎo),且弦向模量與抗彎強(qiáng)度相關(guān)性很好(R~2=0.92);測(cè)試的相同等級(jí)規(guī)格竹條力學(xué)性能中,抗彎強(qiáng)度值最大,其次是順紋抗拉強(qiáng)度,順紋抗壓強(qiáng)度大于橫紋抗壓強(qiáng)度,拉伸剪切強(qiáng)度最小。(3)以相同級(jí)別的規(guī)格竹條進(jìn)行組坯,壓制了對(duì)應(yīng)密度等級(jí)的連續(xù)竹層板和非連續(xù)竹層板,各等級(jí)竹層板密度無交叉,氣干密度分布于0.47-0.80 g/cm~3,抗彎彈性模量分布于6-14 GPa。(4)對(duì)各等級(jí)膠合竹層板進(jìn)行力學(xué)性能評(píng)價(jià),結(jié)果顯示隨竹層板密度的增大,彎曲彈性模量和力學(xué)強(qiáng)度均呈現(xiàn)增大趨勢(shì),但三點(diǎn)彎沖擊韌性隨密度的增大呈現(xiàn)先增大后減小趨勢(shì),而穿刺沖擊韌性隨密度的增大而減小,相同等級(jí)竹層板性能變異性較小。連續(xù)竹層板密度與抗彎模量線性相關(guān)性(R~2=0.88)及抗彎彈性模量與抗彎強(qiáng)度線性相關(guān)性(R~2=0.72)較非連續(xù)竹層板而言有所下降。(5)竹材內(nèi)部水分主要沿縱向傳遞,采用封端處理的方法能有效降低水分的變化速率。不同等級(jí)規(guī)格竹條干縮濕脹率存在一定差異,且濕脹率受水浴溫度的影響顯著。間苯二酚樹脂膠黏劑比環(huán)氧樹脂膠黏劑更適合竹層板間的膠合。(6)利用竹層板和膠合竹作為船舶主龍骨、實(shí)肋板和竹桁條等主框架構(gòu)件,設(shè)計(jì)并制備小型船舶結(jié)構(gòu)樣本,為竹結(jié)構(gòu)材應(yīng)用在船舶工業(yè)領(lǐng)域提供依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：規(guī)格竹條 密度分級(jí) 膠合竹層板 力學(xué)性能評(píng)價(jià) 干縮濕脹 船舶構(gòu)件
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U668.3
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-18
• 第一章 緒論18-26
• 1.1 研究背景18-19
• 1.2 研究的目的和意義19-20
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀20-24
• 1.3.1 竹材人造板研究現(xiàn)狀20-21
• 1.3.2 竹/木材的分級(jí)研究現(xiàn)狀21-22
• 1.3.3 竹/木材干縮濕漲研究現(xiàn)狀22-23
• 1.3.4 船舶用材料及其性能研究現(xiàn)狀23-24
• 1.4 研究的主要內(nèi)容24-25
• 1.4.1 竹條的分級(jí)方法24
• 1.4.2 分級(jí)竹條的物理力學(xué)性能評(píng)價(jià)24
• 1.4.3 膠合竹層板的設(shè)計(jì)與制造方法24
• 1.4.4 膠合竹層板的物理力學(xué)性能評(píng)價(jià)24-25
• 1.4.5 竹材干縮濕漲性能25
• 1.4.6 船舶設(shè)計(jì)與主框架組裝25
• 1.5 研究技術(shù)路線25-26
• 第二章 規(guī)格竹條的分級(jí)與性能評(píng)價(jià)26-55
• 2.1 材料與設(shè)備26-27
• 2.1.1 試驗(yàn)材料26
• 2.1.2 試驗(yàn)設(shè)備26-27
• 2.2 規(guī)格竹條尺寸與檢驗(yàn)27-30
• 2.2.1 規(guī)格竹條尺寸檢驗(yàn)方法28
• 2.2.2 規(guī)格竹條尺寸檢量結(jié)果與分析28-30
• 2.3 規(guī)格竹條外觀等級(jí)30-32
• 2.3.1 規(guī)格竹條缺陷類型30-31
• 2.3.2 規(guī)格竹條的利用原則31-32
• 2.4 規(guī)格竹條的密度分級(jí)32-37
• 2.4.1 規(guī)格竹條的密度分布32-33
• 2.4.2 基于氣干密度的分級(jí)方法33-35
• 2.4.3 基于模量的分級(jí)方法35-37
• 2.5 規(guī)格竹條的力學(xué)性能評(píng)價(jià)37-53
• 2.5.1 順紋抗拉強(qiáng)度與彈性模量37-40
• 2.5.2 順紋和橫紋抗壓強(qiáng)度40-42
• 2.5.3 抗彎彈性模量與強(qiáng)度42-47
• 2.5.4 拉伸剪切強(qiáng)度47-51
• 2.5.5 長(zhǎng)跨距彈性模量51-53
• 2.6 本章小結(jié)53-55
• 第三章 膠合竹層板的設(shè)計(jì)、制造和評(píng)價(jià)55-84
• 3.1 材料與設(shè)備55-56
• 3.1.1 試驗(yàn)材料55
• 3.1.2 主要試驗(yàn)設(shè)備55-56
• 3.2 膠合竹層板設(shè)計(jì)與加工工藝56-60
• 3.2.1 膠合竹層板設(shè)計(jì)原理與方法56-57
• 3.2.2 膠合竹層板生產(chǎn)工藝流程57-60
• 3.3 膠合竹層板物理力學(xué)性能評(píng)價(jià)60-82
• 3.3.1 密度與含水率61-62
• 3.3.2 順紋抗拉強(qiáng)度與彈性模量62-65
• 3.3.3 順紋抗壓強(qiáng)度65-67
• 3.3.4 抗彎彈性模量與強(qiáng)度67-71
• 3.3.5 拉伸剪切強(qiáng)度71-73
• 3.3.6 長(zhǎng)跨距彈性模量73-77
• 3.3.7 沖擊韌性77-82
• 3.4 本章小結(jié)82-84
• 第四章 竹材干縮濕脹性能84-100
• 4.1 材料與設(shè)備84-86
• 4.1.1 試驗(yàn)材料84-85
• 4.1.2 主要設(shè)備85-86
• 4.2 竹材干縮性能86-91
• 4.2.1 竹筒干縮性能86-88
• 4.2.2 規(guī)格竹條干縮性能88-90
• 4.2.3 膠合竹層板干縮性能90-91
• 4.3 竹材濕脹性能91-98
• 4.3.1 規(guī)格竹條濕脹性能91-94
• 4.3.2 膠合竹層板及膠合竹濕脹性能94-98
• 4.4 本章小結(jié)98-100
• 第五章 船舶設(shè)計(jì)與主要構(gòu)件的制備100-112
• 5.1 船型選擇與制造流程100-106
• 5.1.1 船型選擇100
• 5.1.2 船舶建造流程100-106
• 5.2 船舶主要構(gòu)件的設(shè)計(jì)與制備106-111
• 5.2.1 實(shí)肋板的設(shè)計(jì)與制備106-108
• 5.2.2 龍骨的設(shè)計(jì)與制備108-109
• 5.2.3 舭部及內(nèi)嵌桁條的設(shè)計(jì)與制備109-111
• 5.3 本章小結(jié)111-112
• 第六章 結(jié)論與建議112-115
• 6.1 結(jié)論112-114
• 6.2 創(chuàng)新點(diǎn)114
• 6.3 建議114-115
• 參考文獻(xiàn)115-119
• 在讀期間的學(xué)術(shù)研究119-120
• 致謝120-121
• 詳細(xì)摘要121-122

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