林业科学

作者：王戈1,韩善宇1,陈复明1,*,马晓宇2,任学勇3

单位：1. 国际竹藤中心 北京 1001022. 北京理工大学 北京 1000813. 北京林业大学 北京 100083

关键词：竹材,阻尼性能,层积结构,竹质复合材料,应用

基金：林业和草原科技创新青年拔尖人才项目(2019132606)

经过历史自然演变, 形成了竹子精巧的多级结构和优异的界面设计——刚性的维管束呈梯度均匀分布在柔性的薄壁细胞中, 构成天然"岛链结构", 赋予其高强高韧的同时, 通过薄壁细胞和孔隙结构变形或胞间层裂纹偏转来达到吸收能耗、增加阻尼效果, 从而抵御自然灾害(雨、雪、风)的侵蚀。本研究从多尺度结构特征(宏观-微观)和化学组分(线形纤维素分子链-无定形木质素聚合物)2方面阐述竹材的振动阻尼特性, 分析环境因子(温度、湿度)对其的作用机制, 在此基础上, 总结竹质复合材料的振动阻尼机理。基于目前广泛应用的竹/木、竹/塑及竹纤维/橡胶颗粒3种复合方式, 阐述竹质复合阻尼材料的结构和工艺特征, 总结4种层积结构(基础性阻尼、抗冲击型阻尼、轻量型阻尼和静音型阻尼)对竹质复合材料振动阻尼性能的影响规律。依据"材料-结构-功能"一体化设计原则, 梳理竹质复合阻尼材料在体育、建筑、交通和电子信息等领域的应用前景。最后, 从竹材生物学振动阻尼特征、竹质复合阻尼材料减振调控机制、竹质智能阻尼新材料研发以及制品标准化制定等方面, 提出亟需解决的共性科学问题和关键技术。竹质复合阻尼材料具有吸能降耗和抗振降噪功能, 在建筑、交通和机械等领域的噪音与振动污染防治方面具有重要意义。

来源：2022年第1期

《林业科学》期刊编辑部

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