Лекция № 5»механические свойства древесины»

                                     4 часа

 

                                       План

1 Характеристики механических свойств

2 Особенности определения механических свойств древесины

3. Виды механических испытаний древесины

4. Характеристики древесины как конструкционного материала.

 

Характеристики механических свойств

Это свойства древесины, которые проявляются при воздействии на нее внешних нагрузок. К ним относятся: прочность, деформативность, технологические и эксплутационные свойства.

Деформативность – это способность древесины изменять форму и размеры под воздействием внешних нагрузок.

Прочность – это способность древесины сопротивляться разрушению под воздействием внешних сил. Показателем прочности является предел прочности. Это максимальное напряжение, которое выдерживает древесина без ее разрушения.

К числу эксплуатационных и технологических свойств, проявляющихся при воздействии усилий, можно отнести твердость, ударную вязкость, износостойкость, способность удерживать крепления и др.

 

2 Особенности определения механических свойств древесины

 

Характеристики механических свойств определяются в результате испытаний и проводятся на 2-хтипах образцов.

1. Небольшие образцы с отсутствием пороков, которые позволяют определить характеристики древесины.

2. Образцы натуральных размеров технических изделий, которые изготавливаются или эксплуатируются в повседневной жизни. На этих образцах получают характеристики конструкционной древесины.

Испытание древесины предполагает определение пределов прочности на сжатие, растяжение, изгиб и сдвиг.

Сами испытания проводят по стандартным методикам и применяют универсальные испытательные машины. Прочность древесины в целом зависит от следующих факторов:

- от вида прилагаемой нагрузки (статическая (постоянная), ударная, вибрационная); наибольшая прочность характерна при статической нагрузке;

- направления действия нагрузки относительно волокон древесины. Наибольшая прочность наблюдается в продольном направлении, что обусловлено особенностями клеточного строения древесины;

- плотности древесины;

- содержание влаги - влияние на прочность оказывает связанная влага. С увеличением ее содержания прочность уменьшается. При влажности более 30% прочностные свойства не изменяются.

- наличие пороков в древесине. Они могут не только снижать прочность, но и увеличивать ее.

Древесина – материал растительного происхождения и имеет неоднородное слоисто – волокнистое строение, поэтому испытания проводить необходимо с учетом анизотропии - в различных структурных направлениях: вдоль или поперек волокон (в радиальном или тангентальном направлениях).

Для получения достоверных показателей при механических испытаниях используются чистые без пороков образцы. Плоскости образцов должны строго соответствовать структурным плоскостям. Показатели механических свойств варьируют в широких пределах, поэтому для каждого вида испытания установлено минимальное количество образцов, подлежащих испытанию для получения достоверных данных.

Большое значение на механические свойства древесины оказывает связанная влага. При заполнение субмикрокапилляров связанной влагой силы молекулярного притяжении между микрофибриллами ослабевают, в результате чего прочность сырой древесины уменьшается. При испарении связанной влаги микрофибриллы сближаются, силы молекулярного притяжения возрастают, прочность увеличивается.

Показатели механических свойств приводятся к стандартной влажности (12%). Показатели прочности, полученные при различной влажности, пересчитывают по формуле:

 

В₁₂ = Вw [1+a (W – 12) ],                                         

где В₁₂ – показатель данного свойства при влажности 12%;

  Вw- показатель свойства при влажности в момент испытания;

    W - влажность древесины в момент испытаний; 

     a – поправочный коэффициент на влажность, зависит от вида                                                 

испытаний и величина его приводится для каждого вида испытаний.