Определение расчётного сопротивления

xi	xi-xср	(xi-xср)2
17,05	2,4	5,76
11,32	-3,33	11,09
15,58	0,93	0,86

Среднее арифметическое выборки:

Дисперсия: σ =

Среднее квадратическое отклонение: σ₀ =

Средняя квадратическая ошибка:

Коэффициент вариации:

Показатель точности испытания:

Доверительный интервал среднего арифметического:

Нормативное сопротивление материала:

Расчетной сопротивление на смятие древесины поперёк волокон определяют по формуле:

 

Вывод:

В ходе выполнения лабораторной работы были изучены методики определения условного предела прочности древесины (сосны) при сжатии вдоль и поперек волокон, а также при смятии поперёк волокон.

Сравним расчетные значения предела прочности древесины со нормативными значениями, полученными по формуле В1 СП 64.13330.2017:

- При сжатии вдоль волокон расчетное значение предела прочности равно σ₁₂=16,63 МПа. Полученное нормативное значение-28,48 МПа. Расчетное значение отличается от нормативного на 41,6%

- При сжатии поперек волокон расчетное значение предела прочности равно σ₁₂=1,57 МПа, это нормативное значение-2,68 МПа. Полученное значение отличается от нормативного на 41,4%.

- Присмятиипоперек волокон расчетное значение предела прочности равно σ₁₂=5,69 МПа. Нормативное значение - 9,74 МПа. Полученное значение отличается от нормативного на 41,6%.

Такое значительное отличие от нормативного значения возможно из-за внутренних порок образцов, а также из-за небольшого количества испытаний (высоким коэффициентом вариации).

Расчетное значение предела прочности при сжатии вдоль волокон для сосны больше чем расчетное значение предела прочности при сжатии поперек волокон для той же древесины в 10,6 раза. Это обусловлено тем, что при сжатии поперек волокон под углом 90 ° стенки клеток работают в неблагоприятных условиях, они сплющиваются за счёт внутренних пустот, что приводит к значительным деформациям. За счёт пластических деформаций происходит выравнивание напряжений и фактического разрушения образца не происходит.

 

Лабораторная работа №2

Определение модуля упругости и предела прочности

Древесины при статическом изгибе

Цель работы - определить временное и нормативное сопротивления древесины изгибу, а также её модуль упругости.

Оборудование и материалы:

1. Испытательная машина Р-5.

2. Приспособление для испытания.

3. Штангенциркуль с точностью измерения до 0,1 мм.

4. Образец древесины в форме прямоугольного бруска поперечным сечением 20x20 мм и длиной вдоль волокон 300 мм.

Порядок выполнения работы

Посередине длины образца измеряют ширину b - в радиальном направлении и высоту h - в тангенциальном направлении. Образец располагают на двух опорах, расстояние между которыми l = 240 мм (рис. 3.1). Образец нагружают в одной точке посередине расстояния между опорами.

Нагружение образца проводят в статическом режиме с такой скоростью, чтобы образец разрушился через 1 - 2 мин. Испытания проводят в тангенциальном направлении до разрушения образца, то есть до начала движения стрелки силоизмерителя в обратную сторону.

При достижении значения нагрузки 800 Н, производится плавное разгружение до 200 Н, после чего цикл повторяют один раз. При трех последующих нагружениях, в момент достижения нагрузки 300 Н и 800 Н, измеряется прогиб с точностью до 0,01 мм. Отсчеты по индикатору заносятся в таблицу 1. По результатам полученных данных определяется модуль упругости.

После циклического загружения выполняется ступенчатая нагрузка с шагом 200 до разрушения образца для определения временного сопротивления и построения графика зависимости деформаций от напряжений. В стадии разрушения фиксируется величина нагрузки.

В образце при нагружении возникают сжимающие напряжения в верхней части образца и растягивающие в нижней. Поскольку прочность на сжатие вдоль волокон значительно меньше прочности на растяжение, разрушение начинается с образования почти невидимых складок в сжатой зоне образца. Окончательное разрушение происходит в растянутой зоне в виде разрыва или отслоения крайних волокон и полного излома образца.

Рис. 2.1. Схема испытания древесины на статический изгиб

После испытаний определяют вид излома образца. При низкой прочности образца получается гладкий, обрывистый излом (рис. 2.2, а), а при высокой прочности - защепистый, волокнистый

излом (рис, 2.2, б).

Рис. 2.2. Вид излома образца при изгибе: а - гладкий; б - защепистый

После испытания определяют влажность образца с помощью влагомера.