1、PDF外文：http:/ 中文 1900 字 出处： Key Engineering Materials. 2013, 525: 609-612 机械工程学院毕业设计 （论文） 外文翻译 题 目： 竹子的机械特性 专 业： 机械电子 工程 班 级
2、： 姓 名： 学 号： &
3、nbsp; 指导教师： 日 期： 2014 年 5 月 10 日 1 竹子的机械特性 摘要： 本论文对竹子的断裂韧性，应力 -应变关系和阻尼特性进行了研究。 通过使用新设计的仪器可以测量 竹子在 沿纵向方向撕裂的 断裂韧性 ，并且在这种仪器中 可以以一
4、个恒定的速度控制 裂纹 的 张开位移 ，而且 还 可以保持 裂纹的准稳态扩展。 在竹子的纵向方向，采用传统的拉伸测试，可逆的弹性范围内检测竹子的应力 -应变关系 。 反复拉伸负荷的测试表明， 应力 -应变关系具有 很强的非线性 滞 后 ， 也表明竹子的循环稳定性 。 通过使用反向扭摆装置来测量竹 子的阻尼。 本例是采用 纵向 扭转 竹子的纤维筋 进行阻尼测试 ， 竹子的阻尼系数比金属的大得。 根据竹子的水浓度和纤维密度来测试 竹子的机械性能。 关键词：竹子；断裂韧性；弹性系数；衰减；阻尼系数；反向扭矩钟摆； 水浓度； 引言 竹子是 作为 结构用途的候选生物材
5、料之一。竹子在纵向方向（纤维方向）的强度比大多数其他木质材料高。凭借其亮度和强度，比 起 大多数金属材料，竹子具有较大的比强度（每单位重量的强度）。然而，很少有关于比弹性常数和纵向方向或弯曲方向的断裂强度等力学性能的研究。 在本研究中， 运用三种类型的实验对竹子的 机械性 进行了 广泛的 研究。首先，对竹子的直接 样品 进行常规的拉伸试验 。 重复 装卸与改变速度，以获得的磁滞曲线。第二种类型的测试是沿纤维方向的准 稳定 撕裂 以 获得断裂韧性。 第 三是在纯扭矩 下 自由振动试验 以获取 竹子的阻尼特性。 实验 材料。 在本研究的实验中 所 使用的材料是毛
6、竹（学术名称：毛竹），在 东亚分布 较 为广泛 。由于竹子是一种生物材料，其特性 在样品之间也有所不同 。在本实验研究中， 采取 试样的原始材料的位置进行检测。在 以下 的实验中 发现，如果样本取自同一竹子，在距离地面的高度和面向不同的方向（东、南、西和北 ） 的位置 所采取的样本数据 中 ，该特性 的差异很小 。然而，可以发现，试样的径向位置和水含量对机械性能有一定的影响。竹子是一种 由 细胞 纤维和基体 组成的 复合材料。外侧的纤维密度比内侧（图 1）的更 为 丰富。 样品 中水的浓度 通过 老化数天至数周来控制。 应力 -应变滞后测试 对矩形截面为 4mm 20m
7、m 直棒状试样反复施加 单轴向拉伸的装 载和卸载 ， 测得的应力 -应变关系的一个例子 如图 2 所示 ，显示出 很强的 非线性滞后 ，并收敛于一个稳定的可逆循环 。应当指出的是， 随着试样位置 越 向 内侧（少纤维密度），滞回 曲 线 就 变得 越靠拢 。 2 图 1 样本竹子 图 2 竹子的反复应力应变关系和纤 维密度对滞后的影响 断裂韧性试验 准稳态裂纹扩展的试验是通过使用新开发的设备 ， 沿纤维撕裂的方向取得的断裂韧性。 该装置的机构 如 图 3 所示 。该 束状 试样 的 预裂纹在 试样 一端的中间 位置 处 。常数增量率
8、 要 考虑到 试样 条 上部和下部在预裂端之间的位移。在这种条件下，释放的能量速率 随着裂纹的延伸而 减小，使得准稳态裂纹扩展得以维持。在试样条 端部的张开位移 )0(2y 可以表示为 EIPly 3)0(3 （ 1） 其中 l
9、 为裂纹扩展长度， EI 是样条开裂部分的弯曲刚度 。 悬臂梁断裂韧度ICK 理论计算为 bIlPvEGK CIC2221 （ 2） 观察 如图 4 所示 载荷 -位移 示例 ，裂纹长度 l 由视频摄像机观察到， 所获得的断裂韧度 ICK 也 在 图 4 中 观察得到 。
