專利名稱：一種竹木材料拉伸性能測試試件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的目的是提供一種能準(zhǔn)確、方便進行竹木材料拉伸性能測試的試件，屬于 竹木材料與結(jié)構(gòu)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，竹材、木材的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛，包括原材及再加工的人造板材。在室內(nèi) 裝潢、家具制造領(lǐng)域，竹材、木材的應(yīng)用顯然已經(jīng)十分普遍；而在土木建材領(lǐng)域，傳統(tǒng)的鋼 材、水泥、粘土磚等消耗大量的自然資源，污染和破壞了生態(tài)環(huán)境，相比較，竹結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu) 具有環(huán)保、低碳、抗震性能好、易于標(biāo)準(zhǔn)化施工、居住舒適等特點，因而，竹結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)在土 木建筑領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，尤其是在當(dāng)前發(fā)展低碳經(jīng)濟的大背景下，我國對竹結(jié)構(gòu)、木 結(jié)構(gòu)房屋的需求日益增大，此外木竹結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)在如日本、歐美一些國家得到了普遍地建 造。鑒于木材、竹材的應(yīng)用日益廣泛，與之密切相關(guān)的力學(xué)性能測試顯得特別重要。如 竹木材料的產(chǎn)品檢驗、評定與分級的力學(xué)性能測定，土木建筑行業(yè)中有關(guān)竹木結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 計算的竹木原材料力學(xué)性能測定等等。其中，對于竹木材料拉伸性能測定尤為重要，通過拉 伸性能試驗可以測定材料的抗拉強度、拉伸彈性模量及極限應(yīng)變等，其材料強度和彈性模 量是進行相關(guān)計算、設(shè)計的基礎(chǔ)，也是對產(chǎn)品進行分級的依據(jù)。竹木材料拉伸性能測試的過程中，需要保證試驗機的夾鉗將試件的兩端夾持住， 完成測試過程，對于竹木材料拉伸性能測試的技術(shù)難點在于普通的等截面竹木材料拉伸 試件在試驗時通常會發(fā)生試件端部過早夾壞，或由于夾具引起的截面突變導(dǎo)致應(yīng)力集中產(chǎn) 生試件夾持部分與中部試驗段交界處破壞；而我國現(xiàn)行的《木材順紋抗拉強度試驗方法》 (GB1938-1991)，提供了一種變截面 鈴型的竹木材料拉伸性能測試試件，其中，試件中間 試驗段與兩端夾持部分之間通過一定半徑的過渡弧實現(xiàn)過渡，過渡弧設(shè)置于截面的四個面 上，并必須保證其平滑、與試樣中心線相對稱，實際應(yīng)用中，該試件過渡弧的制作需要借助 于鋸、銑、磨等工藝，工藝過于復(fù)雜、難度大，加工成本過高，難以保證過渡弧與試樣中心線 相對稱(造成試件的偏心受拉)，且由于中間試驗段與兩端夾持部分承載力區(qū)別不明顯，易 發(fā)生位于兩端夾持部分的非正常破壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種竹木材料拉伸性能測試試件，解決傳統(tǒng)的竹木材料拉伸 性能測試試件制作工藝過于復(fù)雜、難度大，加工成本過高，破壞易發(fā)生在中部試驗段以外的 非正常破壞等技術(shù)問題，從而有效測定待測竹木材料的拉伸性能。一種竹木材料拉伸性能測試試件，由竹木材料、纖維布和金屬片三部分通過樹脂 膠粘貼組成，所述的竹木材料為矩形等截面板條，在竹木材料的兩端加強段，一層以上不同 長度的纖維布層疊粘貼成階梯形，金屬片粘貼于最外層，各層纖維布與金屬片粘貼于竹木 材料的截面寬面，并與寬面等寬，纖維布及金屬片的一端與竹木材料的端面齊平，其長度由內(nèi)向外呈階梯形遞減；該試件以階梯形粘貼的纖維布和金屬片實現(xiàn)試件兩端截面應(yīng)力的逐 漸平穩(wěn)變化，避免了試件夾持部分與中部試驗段的截面突變引起的應(yīng)力集中導(dǎo)致的非正常 破壞；所述的竹木材料為待測試竹材或木材下料制作，可為原材，也可為各類人造板材， 其制作應(yīng)符合木材物理力學(xué)試材鋸解及試樣截取方法的規(guī)定。所述的一種竹木材料拉伸性能測試試件，其利用纖維布輕質(zhì)高強、厚度薄，對試件 尺寸影響小、制作與粘貼容易等特點，實現(xiàn)竹木材料兩端端部的階梯形加強，所述的纖維布 包括碳纖維布、芳綸纖維布、玻璃纖維布、玄武巖纖維布。所述的金屬片可為鋁材、鋼材、鋁合金，其主要作用是與纖維布一起實現(xiàn)應(yīng)力的逐 漸平穩(wěn)過渡，同時，在試件測試時，保護兩端纖維布及試件以免被試驗機的夾鉗所夾壞，金 屬片與竹木材料試件等寬，其厚度宜Imm 5mm，長度宜20mm 50mm，具體視竹木材料試件 尺寸及強度而定，可重復(fù)使用。所述的樹脂膠包括環(huán)氧樹脂膠、乙烯基樹脂、聚氨酯樹脂，其主要作用是浸漬纖維 布，并將纖維布和金屬片逐層粘貼于竹木材料試件兩端的寬面。所述的一種竹木材料拉伸性能測試試件，以階梯形粘貼的纖維布和金屬片實現(xiàn)了 試件兩端截面應(yīng)力的逐漸平穩(wěn)變化，解決了破壞易發(fā)生在中部試驗段以外的非正常破壞等 技術(shù)問題，可順利完成竹材、木材，包括原材及各類人造板材的竹木材料拉伸性能的測試， 其矩形等截面試件的制作工藝簡單，成本低，并大大地增加了試驗結(jié)果的可靠性。


以下附圖僅旨在于對本發(fā)明做示意性說明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。圖1是《木材順紋抗拉強度試驗方法》(GB1938-1991)規(guī)定的拉伸試件結(jié)構(gòu)俯視示 意圖；圖2是《木材順紋抗拉強度試驗方法》(GB1938-1991)規(guī)定的拉伸試件結(jié)構(gòu)正視示 意圖；圖3是本發(fā)明的一種竹木材料拉伸性能測試試件的結(jié)構(gòu)俯視示意圖；圖4是本發(fā)明的一種竹木材料拉伸性能測試試件的結(jié)構(gòu)正視示意圖；圖5是本發(fā)明中不同長度的纖維布(2)形狀示意圖。圖6是本發(fā)明的一種竹木材料拉伸性能測試試件實施例的結(jié)構(gòu)俯視示意圖；圖7是本發(fā)明的一種竹木材料拉伸性能測試試件實施例的結(jié)構(gòu)正視示意圖。在附圖中，Rl為試件窄面過渡弧半徑，R2為試件寬面過渡弧半徑，1為竹木材料，2 為纖維布，3為金屬片。
具體實施例方式為了對本發(fā)明的目的、技術(shù)特征和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照

本發(fā) 明的具體實施方式
。如附圖1 圖2，此為我國現(xiàn)行的《木材順紋抗拉強度試驗方法》(GB1938-1991)提 供的一種變截面 鈴型的竹木材料拉伸性能測試試件，試件中間試驗段與兩端夾持部分之 間通過一定半徑的過渡弧實現(xiàn)過渡，該試件過渡弧的制作需要借助于鋸、銑、磨等工藝，工藝過于復(fù)雜、難度大，難以達到預(yù)定的加工要求及試驗結(jié)果。如附圖3 圖7，本發(fā)明提供一種竹木材料拉伸性能測試試件，由竹木材料1、纖維 布2和金屬片3三部分通過樹脂膠粘貼組成，所述的竹木材料1為矩形等截面板條，在竹木 材料1的兩端加強段，一層以上不同長度的纖維布2層疊粘貼成階梯形，金屬片3粘貼于最 外層，各層纖維布2與金屬片3粘貼于竹木材料1的截面寬面，并與寬面等寬，其長度由內(nèi) 向外呈階梯形遞減；該試件以階梯形粘貼的纖維布2和金屬片3實現(xiàn)試件兩端截面應(yīng)力的 逐漸平穩(wěn)變化，避免了試件夾持部分與中部試驗段的截面突變引起的應(yīng)力集中導(dǎo)致的非正 常破壞。所述竹木材料1為待測試竹材或木材下料制作，可為原材，也可為各類人造板材， 其制作應(yīng)符合木材物理力學(xué)試材鋸解及試樣截取方法的規(guī)定。所述的纖維布2包括碳纖維布、芳綸纖維布、玻璃纖維布、玄武巖纖維布，其形狀 為矩形。所述的金屬片3可為鋁材、鋼材、鋁合金，金屬片3與竹木材料1試件等寬，其厚度 宜Imm 5mm，長度宜20mm 50mm，具體視竹木材料試件尺寸及強度而定，可重復(fù)使用。所述的樹脂膠包括環(huán)氧樹脂膠、乙烯基樹脂、聚氨酯樹脂，用以浸漬纖維布，并將 纖維布和金屬片逐層粘貼于竹木材料試件兩端的寬面。所述的一種竹木材料拉伸性能測試試件，其具體實施如下將待測試的竹木材料鋸解下料制作成一定規(guī)格的竹木材料1，其形狀為等截面矩 形板條；制作金屬片3備用，其與竹木材料1等寬，厚度Imm 5mm，長度20mm 50mm，具 體視竹木材料1試件尺寸及強度而定；根據(jù)竹木材料1、金屬片3的尺寸，定出兩端端部的 階梯形加強段長度，用小刀裁出相應(yīng)的不同長度的纖維布2數(shù)條，纖維布2與竹木材料1等 寬；將纖維布2浸漬樹脂膠后由長條到短條地逐條層疊粘貼于竹木材料1端部的兩個寬面， 再將金屬片3與粘貼好的纖維布2相粘貼，纖維布2、金屬片3的一端與竹木材料1的端面 齊平，形成試件兩端的階梯形加強段，試件兩端的兩個側(cè)面都相應(yīng)粘貼完成進行試件固定， 待樹脂膠完全固化后，一件竹木材料拉伸性能測試試件即完成。實施例如圖6、圖7，一種竹木材料拉伸性能測試試件，由竹木材料1、纖維布2和 金屬片3三部分通過樹脂膠粘貼組成，通過階梯形粘貼的纖維布2和金屬片3實現(xiàn)試件兩 端截面應(yīng)力的逐漸變化，所述的竹木材料1為矩形等截面板條，其尺寸5mmX 20mmX 300mm， 在竹木材料1的20mm寬面，兩層長度分別為100mm、75mm的纖維布2依次層疊粘貼于兩端 加強段，2mm厚、50mm長的金屬片3粘貼于最外層，纖維布2、金屬片3的一端與竹木材料1 的端面齊平，各層纖維布2、金屬片3與竹木材料1的寬面等寬，即寬度都為20mm，各層纖維 布2與金屬片3的長度由內(nèi)向外呈階梯形遞減形成試件兩端的階梯形加強段，該加強段能 夠?qū)崿F(xiàn)兩端截面應(yīng)力的平穩(wěn)過渡，避免了試件夾持部分與中部試驗段的截面突變引起的應(yīng) 力集中導(dǎo)致的非正常破壞，順利完成竹木材料1的拉伸性能測試，竹木材料1為竹材、木材， 可為原材，也可為各類人造板材。
權(quán)利要求
本發(fā)明提供一種竹木材料拉伸性能測試試件，其特征在于該試件由竹木材料(1)、纖維布(2)和金屬片(3)三部分通過樹脂膠粘貼組成；其中，竹木材料(1)為矩形等截面板條，在竹木材料(1)的兩端加強段，一層以上不同長度的纖維布(2)層疊粘貼成階梯形，金屬片(3)粘貼于最外層，各層纖維布(2)與金屬片(3)粘貼于竹木材料(1)的截面寬面，其長度由內(nèi)向外呈階梯形遞減。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種竹木材料拉伸性能測試試件，其特征在于該試件以階梯 形粘貼的纖維布(2)和金屬片(3)實現(xiàn)試件兩端截面應(yīng)力的逐漸平穩(wěn)變化，避免了試件夾 持部分與中部試驗段的截面突變引起的應(yīng)力集中導(dǎo)致的非正常破壞。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種竹木材料拉伸性能測試試件，其特征在于所述竹木材 料(1)為待測試竹材或木材下料制作，可為原材，也可為各類人造板材。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的一種竹木材料拉伸性能測試試件，其特征在于所述的纖 維布(2)包括碳纖維布、芳綸纖維布、玻璃纖維布、玄武巖纖維布，其與竹木材料(1)試件等 覓ο
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種竹木材料拉伸性能測試試件，其特征在于所述的樹脂 膠包括環(huán)氧樹脂膠、乙烯基樹脂、聚氨酯樹脂。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的一種竹木材料拉伸性能測試試件，其特征在于所述的金 屬片(3)可為鋁材、鋼材、鋁合金，其與竹木材料(1)試件等寬。
全文摘要
本發(fā)明提供一種竹木材料拉伸性能測試試件，由竹木材料(1)、纖維布(2)和金屬片(3)三部分通過樹脂膠粘貼組成，其特征在于以階梯形粘貼的纖維布(2)和金屬片(3)實現(xiàn)試件兩端截面應(yīng)力的逐漸平穩(wěn)變化，在竹木材料(1)的兩端加強段，一層以上不同長度的纖維布(2)層疊粘貼成階梯形，金屬片(3)粘貼于最外層，避免了試件夾持部分與中部試驗段的截面突變引起的應(yīng)力集中導(dǎo)致的非正常破壞。本發(fā)明解決了竹木材料拉伸試件破壞易發(fā)生在中部試驗段以外的非正常破壞等技術(shù)問題，可順利完成竹材、木材及各類人造板材等竹木材料拉伸性能的測試，其制作工藝簡單，成本低，并大大地增加了試驗結(jié)果的可靠性。
文檔編號G01N3/08GK101979991SQ20101028250
公開日2011年2月23日 申請日期2010年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月16日
發(fā)明者張齊生, 李國芬, 王曉偉, 蔣身學(xué), 魏洋 申請人:南京林業(yè)大學(xué)