Efecto de la flexión sobre la densidad de distribución radial, MFA y MOE del bambú doblado

Scientific Reports volumen 12, Número de artículo: 8610 (2022) Citar este artículo

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Una de las excelentes características del bambú es la estabilidad a la deformación. Sin embargo, las razones de la buena estabilidad a la flexión del bambú no han sido bien estudiadas. En este estudio, examinamos las vías que controlan la deformación por flexión en el bambú. Se eligió un miembro de phyllostachys iridescens doblado a mano para examinar la distribución de densidad continua, el ángulo de microfibrillas (MFA) y el módulo de elasticidad (MOE) a lo largo de la dirección radial utilizando el análisis SilviScan. Nuestros resultados muestran que en el bambú doblado, el MFA es más bajo en la muestra de tensión y más alto en la muestra de compresión que en la muestra neutra. Existe una fuerte correlación lineal positiva entre la densidad y el MOE, mientras que una correlación lineal negativa entre el MOE y el MFA y ninguna correlación lineal obvia entre el MFA y la densidad. El aumento de la flexión influyó principalmente en el cambio del MOE, al tiempo que alteró la distribución de la densidad y el MFA. Nuestros resultados demuestran la variación en la distribución de densidad, MOE y MFA a lo largo de la dirección radial de las muestras de tensión, neutrales y de compresión, que juegan un papel importante en el mantenimiento de las características de flexión del bambú.

Los miembros de flexión se usan ampliamente en estructuras, como edificios, puentes, muebles y otros campos. Las maderas para doblar generalmente se fabrican a partir de madera recta, que tiene la capacidad de recuperarse cuando cambia el estado original. Sin embargo, los defectos de flexión, como las arrugas1,2, la deformación de la sección transversal3,4,5 y las variaciones en el grosor de la pared6 pueden tener un impacto negativo en el proceso de flexión7 y en la seguridad y la vida útil de los componentes de flexión. Como resultado, las pruebas, la evaluación y el análisis de los defectos de flexión juegan un papel importante en la aplicación de elementos doblados.

Aunque ha habido una gran cantidad de investigación sobre la eliminación de defectos de flexión8, la precisión de la flexión de la forma9 y la estructura cristalina en el área de flexión10 particularmente para metales, en la actualidad se ha informado poca investigación sobre las características de flexión del bambú. Esto se debe principalmente a que la aplicación práctica del bambú es muy limitada. Recientemente, se están realizando más investigaciones para examinar la utilización potencial del bambú debido a las crecientes preocupaciones ambientales asociadas con la producción de acero. El bambú se ha utilizado gradualmente en la arquitectura moderna11, como el restaurante Roc Von en Hanoi, Vietnam, y para otras necesidades diarias12, como las tazas de bambú. Sin embargo, los elementos de flexión pueden aprovechar al máximo la excelente propiedad de flexión del bambú; la investigación sobre las características de flexión del bambú es muy limitada para respaldar la mecanización e industrialización del bambú como material de flexión. Las características de recuperación elástica en el material de biomasa se consideraron más universales que las del metal y/o el plástico porque la cavidad y los grupos hidroxilo hidrofílicos pueden promover la absorción de agua y la capacidad de expansión13. Si bien el bambú también muestra una buena forma de flexión y estabilidad en la práctica, se han realizado pocas investigaciones para identificar todo su potencial para reemplazar o complementar los materiales de biomasa. Debido a las estructuras huecas, los tubos de bambú tienen una mejor forma de flexión que permite una mayor estabilidad que los sólidos de acero. Sin embargo, la estructura hueca no es el único atributo que afecta la estabilidad y existen grandes diferencias en otras características entre el bambú y el acero. El bambú tiene una estructura jerárquica y anisotrópica, que mostró diferentes características en diferentes direcciones14,15. Además, el bambú desarrolla características desiguales a medida que la distribución de la densidad cambia radialmente de la piel exterior a la piel interior16, lo que complica aún más el uso del bambú como material de flexión en comparación con los metales.

El bambú debería ser una opción deseable para hacer miembros doblados si se promueve el procesamiento industrializado y las aplicaciones comerciales a gran escala. Teniendo en cuenta el rápido crecimiento y el bajo consumo de energía, es probable que el bambú reemplace a los metales y otros productos de biomasa como elemento de flexión para aplicaciones comerciales a gran escala. En este estudio, utilizamos bambú, que se dobló mediante un método de calentamiento por fuego hecho a mano para examinar el comportamiento de recuperación elástica del bambú en diferentes condiciones de humedad. También evaluamos el comportamiento de recuperación elástica del bambú doblado al examinar los cambios en la distribución de la densidad radial y el ángulo de microfibrillas (MFA) y el módulo de elasticidad (MOE) del lado interior, medio y exterior de la sección transversal. Nuestro objetivo principal es examinar cómo la flexión afecta al bambú y proporcionar pautas importantes para realizar la industrialización del bambú.

En este estudio, utilizamos Phyllostachys iridescens obtenido de Suoshi Bamboo Inc. La planta phyllostachys iridescens utilizada en esta investigación es una especie de bambú comercial muy común, la recolección de esta planta cumple con las directrices y la legislación institucional, nacional e internacional pertinente, incluida la UICN. Declaración de política sobre investigaciones relacionadas con especies en riesgo de extinción y la Convención sobre el comercio de especies amenazadas de fauna y flora silvestres.

El bambú tenía 3 edades con un espesor de pared de caña de unos 4 mm, del condado de Guangde, provincia de Anhui, China. El phyllostachys iridescens se procesó con un radio de curvatura de alrededor de 270 mm (Fig. 1a) calentándolo sobre una llama de gas líquido después de sostenerlo en la mano.

Muestreo: (a) Bambú curvo; (b) medición de muestra y dimensión para el comportamiento de recuperación elástica: cl longitud de cuerda, dl1, dl2, dl3 diámetro largo en el borde izquierdo, medio y derecho; y (c) muestreo para el análisis de SilviScan.

El bambú doblado se colocó en desecadores sellados bajo tres condiciones diferentes de humedad relativa utilizando las soluciones salinas saturadas (Tabla 1). Los desecadores se mantuvieron en la cámara ambiental a 25 °C para mantener constante la humedad relativa. La dimensión del bambú doblado (Fig. 2) se midió cada 24 h por 15 veces, luego cada 96 h por 5 veces y finalmente cada 192 h por 2 veces que duró un total de 47 días. Esto se hizo asegurándose de que la dimensión no cambiara más del 0,5% en las últimas dos veces.

Preparación y prueba de muestras: (a) pasos de muestreo de la sección de bambú doblada, (b) retención de muestras durante la prueba.

Se midió la dimensión definida como en la Fig. 1b. El comportamiento de recuperación elástica del bambú doblado se calculó de la siguiente manera:

donde \(R{c}_{l}\), \(R{d}_{l/s}\) son la relación de cambio en la longitud de la cuerda y la relación entre el diámetro largo y el corto con el tiempo; respectivamente. El subíndice \(n\) representa el número de medición después de que el bambú doblado se mantuvo en el desecador con solución salina saturada, mientras que \(0\) es el valor original.

Se prepararon para la prueba tres muestras del lado interior, medio y exterior del bambú doblado. Con base en el estado de equilibrio de tensión en el anillo de bambú, el lado interior, medio y exterior de las muestras de bambú dobladas experimentaron tensión de compresión, neutral y de tensión, respectivamente (Figs. 1c, 2a). Las tres ubicaciones se marcaron con colores y se extrajo del culmo una sección de 12 mm longitudinalmente y alrededor de 4/5 de circunferencia (Fig. 2a). En cada lugar marcado con color, se cortó un trozo de 6 mm (tangencialmente) con una hoja fina y afilada. Las muestras incluyeron el lado de compresión (C), el lado neutral (N) y el lado de tensión (T). Luego, las piezas se cortaron en tiras de 2 mm (tangencialmente) × 7 mm (longitudinalmente) × espesor real (radialmente) utilizando sierras de doble hoja.

Se utilizó el análisis SilviScan para medir la distribución de la densidad radial. Se realizó densitometría en la superficie longitudinal de las tiras para proporcionar densidad a una resolución de 25 μm. La densidad de bambú para cada tira se escaneó utilizando la densitometría de rayos X. La medición densitométrica sigue la Ley de Beer, que establece que la intensidad de un haz de rayos X que pasa a través de una muestra disminuye exponencialmente con el espesor de la muestra, y el grado de atenuación está relacionado con la densidad de la muestra (Ec. 3):

donde \({I}_{0}\) y \(I\) son la intensidad del haz de rayos X incidente y transmitido; respectivamente, \(D\) y \(T\) son la densidad y el espesor (es decir, la distancia que recorren los rayos X) de la muestra; respectivamente, y \({\mathrm{\alpha }}_{m}\) es el coeficiente de absorción de masa.

Se utilizó el análisis SilviScan para medir la distribución radial de MFA. La difractometría se realizó en la superficie longitudinal a una resolución de 0,1 mm. Cada tira se escaneó en busca de MFA usando difractometría de rayos X. El MFA se estima a partir de la relación entre la varianza del perfil de difracción azimutal de la (celulosa I (002) y la distribución de la orientación de las microfibrillas. Los patrones de difracción (002) se obtienen a partir de los planos cuya normal es perpendicular al eje de las microfibrillas. Se ha demostrado que la varianza (\({S}^{2}\)) del perfil de difracción azimutal (002) está relacionada con el MFA (\(\mu \)) y la varianza (\({\sigma }^{2} \)) de la distribución de la orientación de las microfibrillas como se indica a continuación17:

La varianza total del perfil (Ec. 4) se estima en función del MFA promedio y la dispersión de la orientación de las microfibrillas. El MFA se adquirió en modo integral, donde el MFA se promedia dentro de los segmentos a lo largo de la muestra, con un segmento de 0,1 mm.

La densidad (D) de la densitometría de rayos X y el coeficiente de variación de la intensidad del perfil de difracción de rayos X (ICV) se combinan para calcular el MOE18 de la fibra:

El \({I}_{CV}\) es la dispersión de los constituyentes de la pared celular. El modelo contiene dos constantes de calibración determinadas estadísticamente (\(A\) y \(B\)), que son insensibles a las especies y se relacionan con el método de resonancia sónica utilizado para la calibración18. Esto implica que el MOE SilviScan calculado representa un estado dinámico.

El cambio de Rdl/s y Rcl bajo diferentes humedades relativas con el tiempo se muestra en la Fig. 3. La longitud de la cuerda y la relación de diámetro largo a diámetro corto cambiaron dentro del 2% después de 47 días bajo 33% HR, 59% HR, 98% HR, lo que indica que el bambú doblado se recupera poco y tiene una alta estabilidad dimensional en condiciones de baja o alta humedad.

Cambios en la relación con el tiempo para diferentes humedades relativas: (a) relación de diámetro largo a diámetro corto (Rdl/s), y (b) longitud de cuerda (Rcl).

Con grandes cantidades de compuestos de silicio19, el bambú tiene una superficie lisa y de alta hidrofobicidad20 que resultó en el mantenimiento de la estabilidad doblada del bambú. Encontramos cambios dimensionales limitados de Rdl/s, Rcl con el tiempo debido a la recuperación de la deformación viscosa bajo alta humedad en el biomaterial bambú21.

La distribución radial de densidad, MFA y MOE en C, N y T de la sección de bambú doblada se muestra en la Fig. 4. Los resultados muestran que la distribución a lo largo del radial de densidad, MOE y MFA es similar, cuyo MOE aumentó desde la capa amarilla de bambú (YL ) a la capa verde de bambú (GL), mientras que MFA es mucho mayor en YL en comparación con GL para las tres muestras.

Distribución radial de densidad, MFA y MOE de YL a GL en (a) muestra C, (b) muestra N y (c) muestra T.

Las distribuciones de densidad a lo largo de la dirección radial de YL a GL para muestras de C, N y T en bambú doblado se muestran en la Fig. 5a. Se puede encontrar una tendencia similar de aumento de la densidad de YL a GL en las tres muestras, con la distribución de densidad de la muestra C más baja que la muestra N. Los valores de densidad media aritmética para las muestras de C, N y T se calculan como 720,38 kg/m3, 775,97 kg/m3 y 742,75 kg/m3 por separado, lo que indica que la densidad media de las muestras de C y T disminuyó en comparación con la muestra de N al doblar el bambú. La densidad media de la madera en compresión y tensión también difirió de la madera en tensión, que mostró una correlación positiva entre la densidad y el porcentaje de fibras de la madera en tensión22,23. La densidad generalmente se correlaciona fuertemente con la contracción de la madera24. La disminución de la densidad en la parte de compresión y tensión ayudó a mejorar la estabilidad dimensional del bambú doblado.

Distribución de densidad (a), MFA (b) y MOE (c) a lo largo de la dirección radial desde el amarillo bambú hasta el verde bambú de diferentes secciones transversales de bambú.

La tensión vendría con un estrés creciente cuando el material experimenta cualquier tipo de fuerza externa. En algunos casos, la tensión no es lo suficientemente grande como para producir una deformación evidente, pero es difícil medir con precisión la tensión y la deformación dentro de la madera, el bambú u otros materiales. En general, cuando hay mucha tensión, la deformación es visible y se puede medir con mayor precisión. La flexión es un tipo de tensión evidente en el que el material experimenta una carga de flexión que, en última instancia, provoca la deformación de la sección de flexión25,26. La sección del tubo cambiaría de circular a elíptica después del doblado27, que es una función de los diferentes grados y formas de deformación de los poros. Después de la deformación de los poros, la densidad de la sección se redistribuye (Fig. 5a), lo que da como resultado una redistribución de la tensión en la sección de flexión de los lados interior, medio y exterior28.

MFA se define como una inclinación de las microfibrillas del eje longitudinal, que juegan un papel importante en la determinación de las propiedades mecánicas finales del bambú29 y la madera30. Hay muchos factores que pueden afectar la MFA en la madera o el bambú, como las edades29,31, las especies32 y las ubicaciones en la sección transversal. 31. Aunque se han realizado investigaciones previas sobre la distribución de MFA a lo largo de la dirección radial seleccionando algunos puntos en la sección transversal31, se han realizado pocas investigaciones para examinar la distribución continua de MFA a lo largo de la dirección radial.

Las distribuciones de MFA a lo largo de la dirección radial con una resolución de 0,1 mm para las muestras C, N y T se muestran en la Fig. 5b. Los MFA fueron más altos (38 ° ~ 48 °) en aproximadamente 0,2 ~ 0,5 mm cerca de YL, seguidos de una fuerte disminución (10 ° ~ 4 °) en la distancia de 0,5 ~ 1,8 mm de YL. Se observó un pequeño aumento en el último 1 mm para C y N, excepto T. Los valores medios aritméticos de MFA para C, N y T se calculan como 12,5°, 8,3° y 8,3° en todo el espesor de la pared de bambú. Aunque MFA mostró casi el mismo valor medio aritmético en las muestras N y T, el valor de la mitad exterior de la pared de bambú cerca de la parte verde experimentó la mayor resistencia portante32. La C, N y T cerca del GL se calcularon como 11,0°, 7,5° y 5,0° con una mayor distancia entre las tres distribuciones de MFA.

MFA juega un papel importante en las propiedades físicas, como la resistencia a la flexión, el módulo de Young29, y también es un carácter efectivo para mostrar el cambio de tensión interna del bambú. Estudios previos han mostrado una disminución de la MFA con un aumento de la tensión de tensión32 y un aumento de la MFA con un aumento de la compresión33. Esto concuerda con el resultado de este estudio que muestra que estos cambios ocurrieron principalmente en la mitad exterior de la pared de bambú. Una disminución en MFA está representada por una mejor alineación de la celulosa a lo largo de la dirección del eje, lo que resultó en una mayor resistencia a la tracción34. Asimismo, un aumento en MFA está representado por un aumento de la compresión longitudinal, lo que resultó en una mejor capacidad de flexión35. Esta tendencia cambiante del MFA en la mitad exterior de la pared T y C indica que el bambú tiene una buena estabilidad a la flexión.

Los materiales sufren tensiones interiores cuando la flexión se realiza con una fuerza de carga externa. Sin embargo, cuando se elimina la fuerza externa, habría una tendencia a la recuperación elástica del material de flexión causada por la tensión interior. Esta propiedad de recuperación elástica a la flexión puede verse alterada por el radio de curvatura36,37, el método de flexión37 y las propiedades mecánicas del material de flexión38,39. Como una de las propiedades mecánicas más importantes, el MOE tiene una correlación negativa con la propiedad de recuperación elástica a la flexión para miembros a flexión40,41.

La distribución desigual de MOE para las partes C, N y T a lo largo de la dirección radial se muestra en la Fig. 5c. El MOE aumenta al aumentar la distancia de YL a GL para estas tres muestras. Los cambios en MOE son relativamente pequeños al principio, seguidos de grandes cambios en el medio y finalmente vuelven a caer en los últimos 0,2 mm. El valor de MOE difiere en el orden de T > N > C, cuyo valor medio aritmético se calculó como 15,72 GPa, 13,58 GPa y 10,14 GPa, respectivamente. Los valores medios aritméticos de T, N y C fueron 6,73 GPa, 6,13 GPa y 4,22 GPa para la primera mitad de la pared del tubo (cerca de YL), mientras que 24,44 GPa, 20,81 GPa y 15,90 GPa para la segunda mitad (cerca de GL). Hay una diferencia mayor en la pared de la mitad del tubo posterior que en la pared de la primera mitad del tubo, mientras que la pared de la mitad del tubo posterior soporta una tensión mayor que la pared de la primera mitad del tubo durante la flexión.

Nuestros resultados muestran que la flexión tiene un efecto sobre el MOE de la sección de flexión. El valor de MOE cambia para las partes de tensión y compresión en comparación con la parte neutra (Fig. 5c), lo que probablemente se deba a cambios microestructurales bajo tensión de flexión. Por ejemplo, la orientación de la fibra y el grado de orientación cristalina aumentarían durante la tensión, mientras que disminuirían durante la compresión34,42, lo que es similar a un aumento y una disminución del MOE durante la fase de tensión y compresión, respectivamente43,44. La recuperación elástica en el bambú es causada por múltiples factores: (1) distribución desigual de la tensión a lo largo de la sección transversal (hay una tensión mayor en la pared exterior del medio tubo que en el interior)41; (2) el MOE más alto en la pared exterior del tubo que en el interior; y (3) el MOE más alto en la primera mitad de la pared del tubo de bambú que en la segunda mitad. Estas características pueden ser útiles para reducir la recuperación elástica del bambú que se dobla.

Se calcula la correlación entre la posición, la densidad, el MFA y el MOE de las piezas de compresión (Fig. 6), neutral (Fig. 7) y tensión (Fig. 8). Muestra una alta correlación entre posición y densidad (R2 = 0,85514 para C, 0,75553 para N y 0,79239 para T), posición y MOE (R2 = 0,82656 para C, 0,85549 para N y 0,85815 para T), MOE y densidad (R2 = 0,9202 para C, 0,84819 para N y 0,92819 para T). La alta correlación entre posición y densidad, posición y MOE es causada por la distribución radial de la densidad (Fig. 5a). La densidad es un determinante importante de la resistencia del bambú o la madera18,45, lo que hace que tenga una alta correlación con el MOE.

Correlación entre posición, densidad, MFA y MOE de la parte de compresión.

Correlación entre posición, densidad, MFA y MOE de la parte neutra.

Correlación entre posición, densidad, MFA y MOE de la parte de tensión.

MOE es una de las propiedades mecánicas más importantes para aplicaciones de flexión, que está influenciada por la densidad46, MFA47,48. El MFA y la densidad pueden tener un efecto diferente en el MOE, y es una función del tipo de especie. Por ejemplo, MFA y densidad representan conjuntamente el 96 % de la variación longitudinal del MOE en Eucalyptus delegensis49, mientras que MFA y densidad, por separado, representan el 87 % y el 81 % de la variación, respectivamente50. El análisis de la relación entre MFA y densidad mostró una correlación negativa (−0.59) en Pinus taeda L.51. Asimismo, MFA y MOE mostraron mayor variación a lo largo de la dirección radial (400 kg/m3 ~ 1400 kg/m3 para densidad, 5° ~ 48° para MFA y 2 GPa ~ 40 GPa para MOE (Figs. 6, 7 y 8) que la madera , lo que indica que las correlaciones entre densidad, MFA y MOE para la parte C, N y T al doblar bambú pueden diferir con la madera.

Encontramos una buena correlación lineal entre el MOE y la densidad, como se muestra en las Figs. 6n, 7n, 8n y 9a, Con proporción de varianza de R2 = 0.9202, 0.84819 y 0.92819 para la parte C, N y N respectivamente (Figs. 6, 7, 8, 9). Esta proporción de varianza es superior a R2 = 0,54 en bambú moso, donde la densidad y el MOE se estimaron mediante la técnica de resistencia a la perforación y la prueba de flexión estática; respectivamente52. Asimismo, muestra R2 = 0,47 en roble blanco, donde la densidad y el MOE se analizaron con SilviScan, y R2 = 0,70 en E. delegensis, donde la densidad y el MOE se estimaron con SilviScan y pruebas de vibración, respectivamente49. La pendiente de MOE a la densidad es 0,03202, 0,04097 y 0,04501 para la parte de compresión, neutral y de tensión; respectivamente, lo que indica que MOE es más sensible a la densidad durante la tensión que la compresión.

Correlación entre (a) MOE y densidad, (b) MOE y MFA, y (c) MFA y densidad, de diferentes secciones transversales de bambú.

Si bien encontramos una fuerte correlación lineal entre MOE y densidad, hubo una correlación negativa entre MOE y MFA como se muestra en la Fig. 9b. Nuestros resultados muestran el R2 = 0,42835 para la parte de tensión cuando se utilizó la función expdec1. Sin embargo, la correlación fue de baja a insignificante en muestras neutras (R2 = − 0,00937) y de compresión (R2 = 0,04631), lo que indica que el MOE es más sensible a la densidad en la parte de tensión en comparación con la parte neutra y de compresión.

También encontramos un punto de "disminución del impacto", donde MOE no se reduce más allá del punto determinado de MFA. El punto de "disminución del impacto" parece ser 16° en tres tipos de especies de eucalipto (E. globulus, E. nitens y E. regnans cultivadas en plantaciones)50. En este estudio, el punto de "disminución del impacto" del bambú doblado varió a medida que cambiaba la posición de la sección. Los puntos de "disminución del impacto" fueron 17,2°, 16,8° y 13,8° para la parte de tensión, neutral y compresión por separado.

Un estudio previo ha mostrado correlación negativa entre MFA y densidad en ineucalyptus globulus (r = − 0,66) y Pinus taeda L. (r = − 0,59)53. En este estudio, no hubo una correlación lineal obvia entre MFA y densidad, como se muestra en las Figs. 6j, 7j, 8j y 9c. Con algunos puntos específicos de alto valor de MFA cuando la densidad está por debajo de 800 kg/m3, la MFA se aproxima a ser constante cuando cambia la densidad. Después de eliminar la "disminución del impacto" y los puntos anteriores, el valor promedio del álgebra MFA fue de 6,0°, 6,9° y 8,5° para la parte de tensión, neutra y compresión, respectivamente. Esto muestra que MFA disminuyó bajo tensión y aumenta bajo compresión, lo cual es consistente con la tendencia cambiante de MFA en tensión y compresión en comparación con la madera normal54,55.

En este estudio, analizamos la distribución de densidad, MFA y MOE para evaluar la estabilidad a la flexión del bambú. Encontramos que la densidad aumentó principalmente de YL a GL. Nuestros resultados también mostraron una disminución en la densidad media para la parte de compresión (720,38 kg/m3) y tensión (742,75 kg/m3) en comparación con la parte neutra (775,97 kg/m3). El análisis de MFA mostró una variación de 4° a 48° a lo largo de la dirección radial, con el valor más alto (38° ~ 48°) en alrededor de 0,2 mm ~ 0,5 mm cerca del bambú amarillo. El MFA disminuyó a 4° ~ 10° en alrededor de 0,5 mm a 1,8 mm. Además, encontramos un aumento en MFA bajo la muestra de tensión mientras que MFA disminuyó bajo la muestra de compresión (11,0°, 7,5° y 5,0° para las partes C, N y T por separado). MOE también aumentó de YL a GL, con el orden de T > N > C. Las diferencias en el valor de MOE se hicieron cada vez más grandes de 6,73 GPa, 6,13 GPa y 4,22 GPa en la media pared interior a 24,44 GPa, 20,81 GPa y 15,90 GPa en la mitad exterior para muestra de tensión, neutro y compresión, respectivamente.

El análisis de la relación entre el MOE y la densidad mostró una fuerte correlación positiva con R2 = 0.9202, 0.84819 y 0.92819 para la parte de tensión, neutra y compresión por separado. También encontramos una relación inversa entre MFA y MOE con un punto de "disminución del impacto" de 17,2°, 16,8° y 13,8° para la parte de tensión, neutra y compresión por separado, después de lo cual no hubo reducción en el MOE. No hubo una relación lineal obvia entre MFA y densidad. Sin embargo, después de eliminar algunos puntos específicos de alto valor de MFA cuando la densidad es inferior a 800 kg/m3, los valores de MFA fueron estáticos con una media de 6,0°, 6,9° y 8,5° para la parte de tensión, neutra y comprimida, respectivamente.

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Descargar referencias

Agradecemos a Xiaoming Suo de Suoshi Bamboo Industry Co. Ltd por proporcionar el elemento de flexión de bambú, agradecemos a Tessie Tong de Forestry Products Innovations por el análisis SilviScan de las muestras.

Esta investigación fue financiada por la Fundación de Ciencias Naturales de China, Subvención Número 31800471, y los Fondos de Investigación Fundamental del Centro Internacional para el Bambú y el Ratán, Subvención Nº 0.1632020016.

Facultad de Mobiliario y Diseño Industrial, Universidad Forestal de Nanjing, Nanjing, China

Xuehua Wang, Jingwen Ma, Wei Xu y Caiping Lian

Centro Internacional de Bambú y Ratán, Beijing, China

Benhua Fei y Fengbo Sun

Centro de innovación conjunta de Jiangsu para el procesamiento y la utilización eficientes de los recursos forestales, Nanjing, China

Xuehua Wang y Wei Xu

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Conceptualización, BF; Operación experimental, JM; Curación de datos, XW; Adquisición de fondos, XW, FS; Redacción: borrador original, XW; Redacción: revisión y edición, XW, CL, WX

Correspondencia con Caiping Lian o Fengbo Sun.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Acceso abierto Este artículo tiene una licencia internacional Creative Commons Attribution 4.0, que permite el uso, el intercambio, la adaptación, la distribución y la reproducción en cualquier medio o formato, siempre que se otorgue el crédito correspondiente al autor o autores originales y a la fuente. proporcionar un enlace a la licencia Creative Commons e indicar si se realizaron cambios. Las imágenes u otro material de terceros en este artículo están incluidos en la licencia Creative Commons del artículo, a menos que se indique lo contrario en una línea de crédito al material. Si el material no está incluido en la licencia Creative Commons del artículo y su uso previsto no está permitido por la regulación legal o excede el uso permitido, deberá obtener el permiso directamente del titular de los derechos de autor. Para ver una copia de esta licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Reimpresiones y permisos

Wang, X., Ma, J., Xu, W. et al. Efecto de la flexión sobre la densidad de distribución radial, MFA y MOE del bambú doblado. Informe científico 12, 8610 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-12675-7

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Recibido: 27 diciembre 2021

Aceptado: 04 abril 2022

Publicado: 21 mayo 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-12675-7

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