Steel vs Bamboo มีความแข็งแรง / น้ำหนักและทิศทางและทิศทางที่หลากหลาย? เฉพาะแรงดึงอัดเฉือนด้านข้าง ฯลฯ ?

ทำไมไม้ไผ่จึงเป็น 'เหล็กสีเขียว' ของสถาปัตยกรรมในเอเชียในศตวรรษที่ 21
เส้นใยไม้ไผ่จึงมีความแข็งแรงและราคาถูกกว่าเหล็ก Dirk Hebel กล่าว
คาร์บอนไฟเบอร์กับเหล็กกล้ากับอลูมิเนียมกับข้อดีและข้อเสียของ
ไม้ไผ่

จุดแข็งเปรียบเทียบของพวกเขาเป็นอย่างไรในทิศทางและทิศทางที่หลากหลาย?

ฉันได้อ่านออนไลน์มากมาย แต่ดูเหมือนจะไม่พบการเปรียบเทียบที่ชัดเจนซึ่งพูดถึงตัวเลขและการเปรียบเทียบตัวเลขเฉพาะในทิศทางต่างๆ

มีการทดลองหรือการวิจัยที่เฉพาะเจาะจงซึ่งสามารถระบุสิ่งที่ค้นพบได้ที่นี่หรือไม่?

การระบุอย่างแน่ชัดว่าไม้ไผ่มีความแข็งแกร่งกว่าเหล็กค่อนข้างเหมือนกับการระบุว่ารถยนต์เร็วกว่าเครื่องบิน บนใบหน้ามันน่าตกใจเล็กน้อยและดูเหมือนผิด แต่ยานยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยจรวดจะเร็วกว่าเครื่องบินใบพัดหนึ่งที่นั่งในระยะทางสั้น ๆ บนเส้นทางที่ควบคุม จากนั้นอีกครั้งรถจรวดเดียวกันจะแพ้ในการแข่งขันความเร็วภาคพื้นดินกับนกแบล็ก SR-71 ด้วยค่าประมาณ 2.5 โปรดทราบว่ารถแต่ละคันมีข้อดีและข้อเสียนอกเหนือจากการวัดความเร็ว ดังนั้นจึงไปพร้อมกับการเปรียบเทียบวัสดุในวงกว้าง ไม้ไผ่อาจมีความแข็งแรง แต่มีเหล็กที่เกือบจะแข็งแรงกว่าแน่นอน เส้นใยไม้ไผ่อาจจะแข็งแรงกว่าไม้ไผ่เองหรือแข็งแรงกว่าเหล็กบางชนิด แต่อาจจะยังไม่ถึงความแข็งแกร่งของเหล็กที่แข็งแรงที่สุด

สูงสุดเหล็กแข็งแรงมีความแข็งแรง isotropic ใกล้และมี ductilities ของไป\% เส้นใยเคฟลาร์อยู่ใกล้แต่ตามความยาวเท่านั้น ความแข็งแรงตามขวางของพวกเขาคือการใกล้ชิดกับและพวกเขามีการขยาย จำกัด ใกล้ชิดกับ\% ค่าทั้งหมดเหล่านี้สามารถใช้ได้กับนักสืบทางอินเทอร์เน็ตและในตำราหลายเล่ม ข้อมูลเส้นใยไม้ไผ่ยากต่อการค้นหา แต่แหล่งข้อมูลที่นี่และที่นี่ (ลิงก์ทั้งคู่สิ้นสุดที่ ScienceDirect และเป็นบทความในวารสารที่ผ่านการตรวจสอบโดยเพื่อน) มีผลลัพธ์ที่น่าสนใจ ลิงก์เดิมมีหรือ 3 % 10 % 3 GPa 50 MPa 1 % 350 MPa 550 MPa 650 ± 175 MPa 800 ± 100 $2\ \textrm{GPa}$$3\%$$10\%$$3\ \textrm{GPa}$$50\ \textrm{MPa}$$1\%$$350\ \textrm{MPa}$$550\ \textrm{MPa}$ขึ้นอยู่กับวิธีการจัดทำโดยไม่มีการรายงานความแปรปรวน (แม้ว่าอาจมีความแปรปรวนอย่างมาก แต่ก็ไม่ได้รายงาน) ลิงก์หลังให้และสำหรับวิธีการเตรียมที่แตกต่างกัน โปรดทราบว่าค่าเหล่านี้มีความยาวตามแนวเส้นใย ไม่พบค่าสำหรับกำลังตามขวางแม้ว่ามันอาจเป็นลำดับความสำคัญต่ำกว่าความยาวตามยาวหากกลไกคล้ายกับของโพลีเมอร์ที่ไม่ใช่ชีวภาพ และในทุกระดับความแข็งแรงของเส้นใยนั้นทำให้เข้าใจผิดเนื่องจากเส้นใยจะต้องนำไปผสมกับพอลิเมอร์ - เมทริกซ์คอมโพสิตเพื่อการใช้งานใด ๆ (ยกเว้นบางทีเป็นเชือก) ซึ่งจะส่งผลให้ค่าความแข็งแรงต่ำกว่าเส้นใยเดี่ยว$650\pm175\ \textrm{MPa}$$800\pm100\ \textrm{MPa}$

การวัดความแข็งแรงของต้นไผ่เป็นเรื่องท้าทายเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของขนาดและรูปร่างและความยากลำบากในการหาเครื่องมือวัดที่เหมาะสมหรือแม้แต่ค่าทางเรขาคณิตที่จะวัด ฉันไม่สามารถค้นหาข้อมูลใด ๆ ในเรื่องของต้นไผ่ได้

เช่นเดียวกับปัญหาการเลือกใช้วัสดุทั้งหมดมีมูลค่าการแลกเปลี่ยนอื่น ๆ ที่น่าพิจารณาเมื่อพิจารณาขึ้นอยู่กับการใช้งานและข้อกำหนด บางสิ่งที่ต้องคำนึงถึง ได้แก่ ปัจจัยทางนิเวศวิทยา (ไม้ไผ่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้), ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม (ไม้ไผ่ติดไฟได้), ปัจจัยการโหลด (เหล็กสามารถทำให้เหนียวและคุณสมบัติสูงคือ isotropic) และการพิจารณาน้ำหนัก (ไม้ไผ่มีความหนาแน่นน้อยกว่า) อีกปัจจัยที่สำคัญคือการประมวลผล: เหล็กมักจะทำโดยการหล่อเป็นรูปร่างทั่วไปแล้วโดยการทำงานหรือโดยตรงเพื่อรูปร่างโดยการหล่อ กระบวนการนี้มีความเข้มข้น แต่ค่อนข้างตรงไปตรงมาและเข้าใจดี ในการสร้างไม้ไผ่คอมโพสิตต้องแยกเส้นใยออกจากวัสดุที่เหลืออยู่ของพืชสับให้มีขนาดเคลือบด้วยขนาดเพื่อให้แน่ใจว่าเข้ากันได้กับวัสดุเมทริกซ์ผสมกับเมทริกซ์เรซิ่นแล้วจากนั้นก็กลายเป็นรูปร่าง