Author(s): FENG Huijuan, FENG Lu, KANG Yilan, SHEN Min, KANG Xian, SHEN Kaikai, LI Jie, CHEN Yanmei, WANG Xi School of Mechanical Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China
Pages: 779-788
Year: 2011 Issue:  9
Journal: Acta Biophysica Sinica
Keyword:  生长应力;  表面裂纹;  应力状态;  断裂力学;
Abstract: 树木生长过程中会产生很大的生长应力,这些力与植物的生长过程有哪些关联?回答这个问题,有必要对应力与树木生长之间的关系进行研究。受近年来植物细胞力学研究的启发,本文采用连续介质弹性壳的力学模型,分析了树皮在树木生长过程中的应力状态,从材料强度的角度,解释了树皮表面纵裂的力学根源。同时,结合线弹性断裂力学的分析方法,并考虑了树木材料的各向异性材料力学性质,给出了树皮表面裂纹张开位移随树木生长膨胀压力变化的规律。研究结果定性地解释了树木表面纵裂的规律:通常树皮表面裂纹沿树高逐渐变窄变稀,裂纹的长度和裂尖张开位移均沿树木的高度方向减小。本文定性地阐明了树木生长应力与树皮表面纵裂形貌之间的关联,为探索多学科的研究方法提供了更多的参考依据。