收藏本站
《南京林业大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

高性能竹木复合风力发电机叶片材料的研究

张晓春  
【摘要】:本文在毛竹竹篾和桦木单板基本物理力学性能及表面润湿性能研究的基础上,进行了竹木复合层积材热压传热分析,通过正交试验确定了竹木复合层积材的制备工艺;在此基础上探讨了竹木复合层积材的胶合性能与耐老化性能,并分析了热压温度、热压压力在热压过程中对竹木复合层积材组织结构、力学性能的影响,最后运用经典层合板理论对竹木复合层积材的抗拉弹性模量进行预测,主要结论如下: 1.试验用毛竹竹篾与桦木单板的顺纹抗拉强度(模量)分别达到234.22MPa (28.93GPa)和68.38MPa (16.92GPa);不同施胶方式对单板的力学性能有不同程度的增强,干物质含量相当时,浸胶方式的增强效果优于涂胶方式。 试验用桦木单板表面粗糙度(Ra)大于竹材竹篾,表面润湿性能随材料表面粗糙度的变化而变化,通过3种不同溶液测定材料表面润湿性,润湿角均小于90°,说明酚醛树脂可以润湿桦木单板与竹篾。 2.涂胶量、热压温度、组坯方式及板材密度对竹木复合层积材中心层的热压传热影响较为显著,常压条件下单板浸渍时间对板坯中心层的热压传热过程影响不显著。 3.单板涂胶量对板材顺纹抗拉强度影响达到显著水平,板材密度对各力学性能影响均达到显著水平;其余因素各水平在试验选定范围内,并未对板材各性能指标有显著的影响。综合考虑,竹木复合层积材较佳生产工艺为:采用全浸胶单板和3层竹篾帘分别置于板坯的上、下表层及芯层的组坯方式、热压压力4Mpa,密度0.9~1.0g/cm3;板材顺纹抗拉强度可达241.92MPa,顺纹抗压强度可达167.03MPa,顺纹抗拉弹性模量达25.27GPa。 4.热压压力、施胶量、表面粗糙度及单板施胶方式对竹木复合层积材的胶合性能影响显著;显微镜切片显示,竹木复合层积材基材与胶黏剂形成了稳定、连续的胶合界面,两种材料有着良好的胶合性能。 5.热压压力、热压温度及板材密度对竹木复合层积材尤其单板基体的微观组织结构有显著的影响;随着各因素水平的升高增大,板材基体细胞出现不同程度的变形和滑移,甚至损伤压溃。 6.竹木复合层积材、竹材层积材以及竹材重组材的力学性能随人工老化周期的进行而出现不同程度的降低;老化处理后各板材的力学性能具有较高的保留率(均在75%以上);采用曲线估计法对竹木复合层积材和竹材层积材老化处理后的力学性能进行回归分析,发现竹木复合层积材采用对数回归趋势线拟合效果较好,对于竹材层积材采用指数回归趋势线拟合效果较好。 7.由经典层合板理论建立起来的竹木复合层积材弹性模量预测模型,通过对拉伸模量的预测值和实测值对比,证明该模型具有相当高的准确性;模型预测值与实验值之间的相对误差平均值均小于15%。 8.竹木复合层积材的顺纹抗拉强度可达241.92MPa,顺纹抗压强度可达167.03MPa,顺纹抗拉弹性模量达25.27GPa,垂直剪切强度为14.54MPa,水平剪切强度为17.47MPa;比拉伸强度可达249.48MPa,比压缩强度可达172.16MPa,比拉伸模量可达26GPa。
【学位授予单位】:南京林业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TS653

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 黄珊;竹木复合重组材的工艺及性能研究[D];南京林业大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐斌 ,邱振奎;竹木复合地板及森林资源利用[J];安徽林业;2002年06期
2 汪佑宏;田根林;刘杏娥;王传贵;柯曙华;;不同海拔高度对毛竹主要物理力学性质的影响[J];安徽农业大学学报;2007年02期
3 于志明,吴娟,陈天全;人造板热压过程中板坯内部环境的研究进展[J];北京林业大学学报;2004年05期
4 王明枝,王洁瑛,李黎;木材表面粗糙度的分析[J];北京林业大学学报;2005年01期
5 谢力生,向仕龙;板坯表面喷水对干法纤维板热压传热的影响[J];北京林业大学学报;2005年04期
6 史立山;;我国可再生能源现状及展望[J];财经界;2006年03期
7 华毓坤;中国竹质复合材料的发展[J];人造板通讯;2001年10期
8 岳金方,左春丽,周宇;竹木复合材是良好的家具和家装用材[J];人造板通讯;2004年05期
9 许民;李帅;苏玉伟;;热压温度对麦秸塑料刨花板性能的影响[J];东北林业大学学报;2006年03期
10 于洪亮;房敏;郭明辉;杨海利;;桦木单板漂白处理工艺的优选[J];东北林业大学学报;2006年06期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 梅长彤;组坯结构与人造板性能关系的基础研究[D];南京林业大学;2004年
2 虞华强;分级竹帘人造板的力学性能研究[D];中国林业科学研究院;2004年
3 谢力生;干法纤维板热压过程中的传热研究[D];南京林业大学;2003年
4 程秀才;胶合板的传热及低温弯曲力学性能研究[D];南京林业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 谢海峰;杨木胶合板胶合耐老化性能的研究[D];中南林学院;2001年
2 班磊;高品质公交车底板耐老化性能研究[D];南京林业大学;2006年
3 黄小真;户外竹材重组材耐老化试验方法及性能研究[D];南京林业大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蔡力锋,杨俊,林志勇;玻璃微珠填充聚合物复合材料界面[J];工程塑料应用;2003年03期
2 刘志力,苟玉慧,陈大华,曾祥斌;阻燃增强尼龙66的抗粘锡性能研究[J];工程塑料应用;2003年12期
3 孙向东,孙旭东,张慧波,叶邦格,姜俊,胡萍;磨碎玻璃纤维在MC尼龙中的应用研究[J];工程塑料应用;2004年07期
4 蔡闻峰;周惠群;何颖;李河清;;树脂基碳纤维复合材料制孔缺陷及其钻削工艺研究[J];工程塑料应用;2005年10期
5 孔萍;吴清鹤;吴健文;李永鸿;;稀土偶联剂在再生PP/木粉复合材料中的应用研究[J];工程塑料应用;2008年03期
6 李正光;;无机粉体填充改性热塑性塑料机理探讨[J];工程塑料应用;2008年03期
7 李树虎;王丹勇;秦贞明;贾华敏;郭建芬;李茂东;;纤维增强复合材料风力发电机叶片性能检测综述[J];工程塑料应用;2010年09期
8 安宝山;王慧军;孙利;;未来退役风电叶片的回收和利用[J];工程塑料应用;2011年06期
9 汪克来,蔡键;竹纤维增强塑料材料性能研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2005年02期
10 江家伍;王传贵;沈亮亮;;毛竹材密实化表面性能的研究[J];安徽农学通报;2008年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 周林云;万水;;GFRP桥面板截面设计与结构分析[A];2011复合材料桥梁技术研讨会论文集[C];2011年
2 朱坤宁;万水;;复合材料桥面板截面参数分析与设计研究[A];2011复合材料桥梁技术研讨会论文集[C];2011年
3 沈观林;;复合材料与结构的力学性能测试技术及“复合材料力学”课程教学[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(下册)[C];2008年
4 周晔欣;黄争鸣;;考虑静水压力影响的复合材料桥联理论[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(下册)[C];2008年
5 徐进;张伟;林洪芹;;纺织复合材料在风力发电叶片制造中的应用研究[A];雪莲杯第10届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2010年
6 刘辉;孔祥东;单东升;刘娟;;基于轧制过程数据的厚差分析[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
7 黄鲁成;王彤;;北京制造业各行业综合竞争能力评价分析[A];北京市第十三次统计科学讨论会论文选编[C];2006年
8 常春伟;李海超;马永斌;;仿真分析在复合材料结构设计中的应用[A];第十五届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];2003年
9 张威;;风机叶片制备用先进材料[A];第十七届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];2008年
10 李祖华;;风力发电发展现状和复合材料在风力机叶片上的应用[A];第十七届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘亚梅;人工倾斜树干应力木形成机理的研究[D];安徽农业大学;2010年
2 陆军;喷雾药液在靶标植株上的沉积与润湿研究[D];江苏大学;2010年
3 刘江燕;木质素及其模型物在不同热化学环境下的解构[D];华南理工大学;2010年
4 王宏;毛竹林生态型模式施肥应用研究[D];北京林业大学;2011年
5 傅深渊;竹材液化、树脂化反应动力学及其生成物的性能[D];北京林业大学;2011年
6 陈建中;玻璃纤维增强塑料顶管接头受力分析[D];武汉理工大学;2010年
7 张建友;竹子精华水的成分分析及生物学活性研究[D];浙江大学;2010年
8 王会;毛竹颗粒表面化学/水热修饰及其增强PVC基复合材料性能表征[D];浙江大学;2010年
9 陈红燕;竹条/乙烯基酯复合材料的界面吸湿性能及界面性能的AFM表征[D];东华大学;2010年
10 徐松林;PTFE/A1含能反应材料力学性能研究[D];国防科学技术大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黄媛媛;竹基复合材料的制备、表征及性能研究[D];华中农业大学;2010年
2 杜武青;西部大气环境中聚酯玻璃钢老化及室内外老化相关性研究[D];南昌航空大学;2010年
3 唐磊;两种观赏竹的组织培养研究[D];中南林业科技大学;2009年
4 陈海清;吉林省洮南风电场选址及长远发展分析[D];长春理工大学;2010年
5 耿紧紧;酚醛树脂发泡性研究[D];郑州大学;2010年
6 刘凤;毛竹种子劣变机理及种子活力提高技术研究[D];山东农业大学;2010年
7 方超;木材缺陷的图像检测技术[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 王黎;飞轮储能技术应用于风力发电系统的仿真研究[D];大连理工大学;2010年
9 卞林玲;孝顺竹木质素合成关键酶基因的克隆与表达分析[D];安徽农业大学;2010年
10 徐鑫;不同改性方式对藤材主要物理力学性质影响[D];安徽农业大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 江家伍;王传贵;沈亮亮;;毛竹材密实化表面性能的研究[J];安徽农学通报;2008年12期
2 华毓坤;中国竹质复合材料的发展[J];人造板通讯;2001年10期
3 马岩,金维洙,蔡立新,张宁,耿绍辉;均布载荷辗压重组木坯料的强度准则建立初探[J];东北林业大学学报;1993年06期
4 江泽慧;于文吉;余养伦;;竹材化学成分分析和表面性能表征[J];东北林业大学学报;2006年04期
5 马岩,张建华,关小平,王先智,鲍乃霞;重组木坯料在腰鼓形压辊辗压中应力的级数解初探[J];东北林业大学学报;1994年03期
6 马岩,金维洙,蔡立新,汤晓华,耿绍辉,霍桂珍;均布扭矩形成重组木坯料的力学机理初探[J];东北林业大学学报;1994年06期
7 马岩,高爽,金维洙,汤晓华,张建华,蔡立新,李静辉,孟庆军,关小平;重组木微观力学模型及刚度参数分析方法探讨[J];东北林业大学学报;1995年04期
8 侯玲艳;安珍;赵荣军;任海青;;蒸汽介质热处理对竹材表面润湿性的影响[J];福建林学院学报;2010年01期
9 虞华强;袁东;张训亚;费本华;刘红征;;竹木复合地板变形有限元模拟[J];建筑材料学报;2011年06期
10 王建和;;新型建筑结构材料——重组木[J];建筑人造板;1990年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 饶文彬;木竹重组材加工机理的研究[D];南京林业大学;2003年
2 顾东兰;木竹重组材关键工艺及性能研究[D];南京林业大学;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 汪佑宏;田根林;刘杏娥;王传贵;柯曙华;;不同海拔高度对毛竹主要物理力学性质的影响[J];安徽农业大学学报;2007年02期
2 马荣;乔冠军;金志浩;;木材陶瓷导热行为的模拟与验证[J];兵器材料科学与工程;2007年02期
3 史贵荣;木材的粘弹性及其蠕变模型[J];北京林业大学学报;1988年02期
4 鹿振友,孙立谔;蠕变经历对落叶松材静强度影响[J];北京林业大学学报;1990年04期
5 刘正添,韦益民,梁秀琼,张英姿;杨木单板层积木胶合工艺参数的研究[J];北京林业大学学报;1993年01期
6 于志明,吴娟,陈天全;人造板热压过程中板坯内部环境的研究进展[J];北京林业大学学报;2004年05期
7 吴娟,于志明,陈天全;大片刨花板热压的传热过程[J];北京林业大学学报;2005年02期
8 谢力生,向仕龙;板坯表面喷水对干法纤维板热压传热的影响[J];北京林业大学学报;2005年04期
9 杨永福;习宝田;李黎;;毛竹切削力的研究[J];北京林业大学学报;2006年04期
10 蒋佳荔;吕建雄;;木材动态粘弹性的含水率依存性[J];北京林业大学学报;2006年S2期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 张齐生;;竹类资源加工的特点及其利用途径的展望[A];中国木材工业可持续发展高层论坛论文集[C];2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 谢海峰;杨木胶合板胶合耐老化性能的研究[D];中南林学院;2001年
2 王玉芝;木材热物性测试的理论与试验研究[D];浙江大学;2004年
3 贾瑞博;风力机叶尖加小翼动力放大的数值模拟研究[D];内蒙古工业大学;2005年
4 于雷;计算机断层扫描技术在木材检测中的应用[D];东北林业大学;2007年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴盛富,唐召群,吕斌;胶合板厂技术改造和单板层积材生产[J];木材工业;1998年06期
2 张德荣,于志明,李建章,金小娟;染色与阻燃处理单板生产单板层积材的工艺研究[J];北京林业大学学报;2005年03期
3 ;木质工程材料[J];企业技术开发;2002年02期
4 王坤;几种LVL与其树种之间密度相关性研究的初步探讨[J];木材加工机械;2004年04期
5 ;单板层积材[J];人造板通讯;1996年05期
6 赵仁杰,赵星,尹忠健;竹篾层积材的制造新工艺——一种径向竹篾帘层积材[J];中南林学院学报;2004年05期
7 王再义,刘玉波;单板层积材(LVL)JAS认证指南[J];人造板通讯;2004年12期
8 佟达勋,许秀雯;层压木制造工艺的研究[J];东北林业大学学报;1990年04期
9 吴立农;单板层积材的生产工艺及发展前景[J];林业机械与木工设备;2000年11期
10 王淑娟,鹿振友,徐曼琼,张梦秋;单板层积材热效应的表征[J];北京林业大学学报;2002年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李宁;范冬;唐贤明;蒋汇川;卢琼;;桉树单板层积材工艺试验研究[A];第二届中国林业学术大会——S11 木材及生物质资源高效增值利用与木材安全论文集[C];2009年
2 李鹏;胡传双;李凯夫;云虹;;尾巨桉/金属复合材料层间剪应力分布特征的有限元解析[A];第二届中国林业学术大会——S11 木材及生物质资源高效增值利用与木材安全论文集[C];2009年
3 云虹;胡传双;李重根;李凯夫;;尾巨桉/金属网复合材料层间正应力分布特征的有限元解析[A];第二届中国林业学术大会——S11 木材及生物质资源高效增值利用与木材安全论文集[C];2009年
4 江泽慧;孙正军;任海青;;先进生物质复合材料在风电叶片中的应用[A];全国首届青年复合材料学术交流会论文集[C];2007年
5 徐剑莹;金淘;丁磊;曾敏;郑霞;;植物粉末胶合性能的研究[A];第二届中国林业学术大会——S11 木材及生物质资源高效增值利用与木材安全论文集[C];2009年
6 张亚慧;于文吉;祝荣先;;苯酚改性豆基蛋白胶的制备及胶接强度的研究[A];第六届全国人造板工业科技发展研讨会论文集[C];2007年
7 胡拉;陈志林;詹满军;;磷酸铵盐阻燃处理桉树胶合板的研究[A];2012年中国阻燃学术年会论文集[C];2012年
8 张绪寿;阮虎生;牛淑琴;欧阳锦林;;含难熔金属的自润滑复合材料之研究[A];摩擦学第三届全国学术交流会论文集润滑材料部分[C];1982年
9 郭俊明;郭德伟;刘杰;刘贵阳;王宝森;张黎黎;;热压烧结Ti_2AlC粉体的研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(10)[C];2007年
10 漆楚生;郭康权;顾蓉;宋孝周;吴杰;张文庆;;棉秆/塑料定向复合板制备的研究[A];纪念中国农业工程学会成立30周年暨中国农业工程学会2009年学术年会(CSAE 2009)论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 日尧;新型环保木质复合材料[N];中国建材报;2004年
2 本报记者 刘洪宇;21世纪我们住“竹房”?[N];辽宁日报;2008年
3 李蓓红;建立机电产品出口包装节材代木示范工程[N];中国包装报;2006年
4 吕欣;波澜不惊处看林木扶疏[N];中国绿色时报;2009年
5 上海市包装技术协会木制品包装委员会;机电产品包装节材代木工作任重道远[N];中国包装报;2009年
6 许占林;机电行业加力推广“单板层积材”等代木包材[N];中国包装报;2006年
7 ;徐州长青公司科技兴企现辉煌[N];江苏科技报;2007年
8 记者 迟诚 张华坚;永安打造福建最大板材加工基地[N];中国绿色时报;2008年
9 陈绪和;加快我国竹产业发展[N];中国建材报;2004年
10 记者 黄静波;日本百山收购东北(延边)木业[N];延边日报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张晓春;高性能竹木复合风力发电机叶片材料的研究[D];南京林业大学;2011年
2 关明杰;竹木复合材料湿热效应研究[D];南京林业大学;2006年
3 喻云水;湿状态下竹胶合板模板力学性能与数值模拟研究[D];中南林业科技大学;2006年
4 任一萍;结构用竹质工程材料胶粘剂及其性能评价研究[D];中国林业科学研究院;2008年
5 于雪斐;纤维化竹单板层积材制造工艺及性能分析[D];中国林业科学研究院;2012年
6 施煜庭;现代木结构建筑在我国的应用模式及前景的研究[D];南京林业大学;2006年
7 宋孝周;秸秆重组材制备及成板机理研究[D];西北农林科技大学;2008年
8 肖汉宁;碳化硅超细粉末的制备及热压烧结机理和强化增韧的研究[D];湖南大学;1991年
9 傅万四;竹质OSB削片技术及工艺学研究[D];东北林业大学;2007年
10 那斌;单组分聚氨酯胶粘剂用于湿材胶合蠕变特性的研究[D];南京林业大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵索菲;基于时域频域法的层积材强度检测系统的研究[D];北京林业大学;2012年
2 高喜桃;增强杨木单板层积材生产工艺及产品特性研究[D];中南林业科技大学;2010年
3 杨小军;农作物秸秆层积材地板的开发研究[D];中南林学院;2004年
4 王小青;竹木复合强化单板层积材的研究[D];北京林业大学;2004年
5 杜以诚;杨木单板层积材蠕变性能的研究[D];南京林业大学;2004年
6 张晓敏;风电叶片用竹木复合层积材的理论分析及应用研究[D];内蒙古农业大学;2010年
7 王壮林;浸渍压缩单板增强杨木单板层积材的研究[D];南京林业大学;2011年
8 王坤;单板层积材物理性能特性的研究[D];北京林业大学;2004年
9 王志强;复合型杨木单板层积材刚度模型及工艺研究[D];南京林业大学;2004年
10 余养伦;竹桉复合材料优化重组技术的研究[D];中国林业科学研究院;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026