Определение предела прочности древесины при растяжении вдоль волокон и скалывании.

Цель работы - изучение метода определения предела прочности древесины при растяжении вдоль волокон и скалывании.

Оборудование и материалы:

1. Испытательная машина Р-5.

2. Штангенциркуль с точностью измерения не менее 0,1 мм.

. Образец древесины с массивными головками и тонкой рабочей частью

I. Прочность древесины при растяжение вдоль волокон

Порядок выполнения работы

Для испытаний применяют образцы древесины довольно сложной формы с массивными головками, которые зажимают в клиновидных захватах испытательной машины.

Заготовки для образцов получают путем выкалывания, чтобы не допустить перерезание волокон. Рабочая часть образца должна захватывать как можно больше годичных слоев, поэтому ее широкая грань совпадает с радиальным направлением. Перед испытанием измеряют толщину и ширину b рабочей части посередине его длины.

Головки образца зажимают в клиновидных захватах испытательной машины так, чтобы направление растягивающей нагрузки совпадаю с продольной осью образца. Образец нагружают равномерно с такой скоростью, чтобы разрушение образца наступило через 1,5-2 мин. Испытания

проводят до разрушения образца и по шкале силоизмерителя машины отсчитывают максимальную нагрузку.

Разрушение образца наблюдается в виде разрыва тканей. После испытания фиксируют вид разрыва образца. Древесина высокой прочности дает защепистый, длинноволокнистый, а древесина низкой прочности - гладкий разрыв.

 

Обработка результатов испытаний

Предел прочности древесины при влажности в момент испытаний

вычисляют по формуле:

σ _w = Р_max / ab, (7)

где Р_тax - максимальная нагрузка, H;

а,b - размеры поперечного сечения образца, см.

Предел прочности пересчитывают на влажность 12%. Для образцов с влажностью, меньшей предела гигроскопичности (W< 30%):

σ₁₂ =σ _w [1+α(W - 12)],

где а - поправочный коэффициент на влажность, равный 0,04 для всех пород:

W- влажность образца в момент испытания, %.

Предел прочности древесины на растяжение вдоль волокон слабо зависит от влажности древесины, но резко падает при малейшем отклонении волокон от направления продольной оси образца.

Определение предела прочности древесины при растяжении вдоль волокон

№ образца	Размеры поперечного сечения, мм	Максимальная нагрузка, Pmax, Н	Влажность, W, %	Предел прочности, МПа
a	b	σw	σ 12
				10,7	81,78	80,69	8,31	69,06
				10,7	66,41	65,83	-6,55	42,9
				10,7	71,93	70,62	-1,76	3,1
						72,38

Определение расчётного сопротивления

 

Дисперсия:

Среднее квадратическое отклонение:

Средняя квадратическая ошибка:

Коэффициент вариации:

Показатель точности испытания:

Доверительный интервал среднего арифметического:

Нормативное сопротивление материала:

Расчетный предел прочности древесины при растяжении вдоль волокон:

 

Рис.3.1. Характер разрушения образца при растяжении вдоль волокон

II. Прочность древесины при скалывании

Порядок выполнения работы

 

Скалывание производят в тангенциальной плоскости (рис. 3.2, а) и в

радиальной плоскости (рис. 3.2, б)

Рис. 3.2. Образцы для испытания древесины на скалывание вдоль волокон: а - в тангенциальной плоскости; б - в радиальной плоскости.

Измеряют ширину b и длину l ожидаемой площадки скалывания. Образец древесины вставляют в приспособление так, чтобы его длинная часть плотно прилегала к опорной стенке, при этом вертикальная и горизонтальная плоскости нижнего выреза образца плотно прилегали к соответствующим поверхностям подвижной обоймы. Узкий выступ образца (шириной 18 мм) должен находиться вверху. Это необходимо для исключения погрешностей вследствие возможного наклона волокон (рис. 3.2).

Опору винтом перемещают настолько, чтобы она плотно прилегала к вертикальной плоскости образца, и на нее опирался нижний торец короткой части образца.

Приспособление с образцом ставят на платформу испытательной машины так, чтобы верхняя торцевая поверхность длинной части образца древесины находилась точно под нажимным приспособлением машины. Продолжительность нагружения должна быть 0,5-1,5 мин.

Нагружение производят до скалывания выступающей части образца. По шкале силоизмерителя машины отсчитывают максимальную нагрузку.

Рис.3.3. Схема испытания древесины на скалывание вдоль волокон: 1– корпус; 2– пружина; 3 – ролики; 4– подвижная планка; 5 – нажимная призма; 6– образец;

7- подвижная опора; 8 –прижимное устройство.

Продолжительность нагружения 0,5...1,5 мин. Определив максимальную нагрузку