Деформативність деревини при короткочасних навантаженнях. Технологічні та експлуатаційні властивості деревини

деревини

пружне тіло. У малих об’ємах її можна розглядати, як ортотропне

тіло.
Модуль пружності , який характеризує міру жорсткості, тобто здатності деформуватися, матеріалу, представляє собою коефіцієнт пропорційності в законі Гука і при стискання або розтягу стрижня може бути знайдений з співвідношення:

при статичних випробуваннях на зразках у вигляді призми 20х20х60мм; причому

довга сторона призми повинна бути відповідно зорієнтована вздовж волокон, у радіальному та тангенціальному напрямках – поперек волокон.
На величину модулів пружності впливають температура і вологість деревини. Модулі пружності використовують для розрахунків напружень.

без руйнування. Чим більше величина роботи, необхідної для руйнування зразка

деревини, тим більше його в"язкість. Якщо деревина крихка, то для руйнування зразка необхідно витратити меншу величину роботи.

як на статичний згин. Застосовують спеціальну випробувальну машину - маятниковий

копер із запасом енергії 100 Дж, що визначається висотою його підйому Н1. При падінні копер руйнує деревину і піднімається на меншу висоту Н2. Різниця висот маятника (Н1Н2) - це величина, витраченої маятниковим молотом на перелом зразка даної вологості; вона (Q) фіксується на шкалі маятникового молота з помилкою не більше 1 Дж.

для розрахунків конструкцій вони не використовуються.
У порід з високою в"язкістю

залишається волокнистий перелом, прямий перелом вказує на крихкість деревини.
Деревина листяних порід має ударну в"язкість у 2 рази більше, ніж хвойні породи. В радіальному напряму деревина хвойних і кільцесудинних порід має більші показники на 20-50%, ніж в стандартизованому тангенціальному напряму.

іншого твердого тіла при статичних навантаженнях або не піддаватися деформації

при ударних навантаженнях на незначній площі.
Статична твердість. Випробування проводять на торцевій, радіальній і тангенціальній поверхнях зразків шляхом вдавлювання сталевого пуансона.

випробуванні при стиску поперек волокон, але з пуансоном діаметром 11,28

мм. Враховуючи відбиток на поверхні деревини, характеристикою твердості буде, Н/мм2:

на одиницю площі проекції відбитка. Торцева статична твердість деревини вища

від твердості бокової поверхні на 30-40%. Бічна статична твердість (радіальна і тангенціальна) практично однакова.
За величиною статичної твердості деревини при вологості 12% вітчизняні породи поділені на 3 групи:
- м"які ( < 40 Н/мм2),
- тверді (41-80 Н/мм2)
- і дуже тверді ( >80 Н/ мм2).
Більшість промислових порід відносять до твердих. Дуже тверді : акація, граб, кизил, самшит, тис, фісташка, береза залізна, залізне дерево, хмелєграб тощо.

з висоти 0,5 м на поверхню зразка. Від удару кульки

залишається відбиток на поверхні зразка, величина якого тим більше, чим менше твердість деревини.

її поверхневих зон під час тертя.

взаємодії з більш твердими тілами. В долівках (підлогах, дерев"яних настилах)

деревину стирає пісок, що на підошвах взуття виконує функцію абразивного інструменту. Здатність деревини не піддаватися стиранню визначається в конкретних умовах експлуатації; в долівках - за методикою ГОСТ 16483.39-81.

столика 1. У результаті підошва вантажу 3 з шліфшкурки 4

стирає поверхню деревини. Випробування проводять на поперечному, рад., танг. перетинах. Після випробування зразок зважують для визначення стирання. ( І ,мм):

значно більший, ніж з торців. При збільшенні щільності та твердості

деревини знос зменшується. У вологої деревини знос більше, ніж в сухої.

забивають цвях у деревину, в даному місці частково діляться волокна

і виникають пружні деформації в суміжних ділянках. На бічну поверхню цвяха з боку деформованої деревини діє тиск, який викликає тертя, що утримує цвях. Визначають (ГОСТ 16483.33-77) опір, який оказує деревина висмикуванню цвяха або шурупа.

мм, в який вбивають цвяхи діаметром 4 мм, завдовжки не

менше 50 мм. Гвинти закручують у попередньо висвердлені отвори.
Зразки із цвяхами або гвинтами кладуть у пристрій, з допомогою якого на випробувальній машині за 1...3 хв здійснюється їх витягування.

цвяхів, Н/мм.
l- глибина забитого цвяха (гвинта).

на 10-50% зусилля, що необхідне для витягування цвяха забитого поперек

волокон.
Зусилля для витягування шурупів ( при інших рівних умовах) більше, ніж цвяхів, тому що в цьому випадку до тертя приєднується опір волокон перерізанню і розриву.
Здатність деревини утримувати цвяхи і гвинти залежить від породи, щільності та вологості. З підвищенням щільності опір деревини витягуванню цвяха або гвинта збільшуються. Для витягування цвяхів з деревини граба (щільність 730 кг/м3) потрібно в 4 рази більше зусиль порівняно з осикою (440 кг,м3).
В мокру деревини легше забивати цвяхи, ніж в суху. Якщо забивати цвях у мокру деревину і потім висушити її, то пружні деформації переродяться у залишкові і тертя, утримуюче цвях, зменшиться.

виготовлення гнутих виробів. Найкраще гнеться нагріта деревина у вологому стані.

Це збільшує її пластичність і дозволяє, внаслідок утворення залишкових «заморожених» деформацій при подальшій сушці і охолодженні під навантаженням, зафіксувати задану форму.
Здатність деформуватися без руйнування в різних порід неоднакова. Краще гнеться деревина кільцесудинних порід (ясень, в"яз, ільм, дуб), а із розсіяносудинних бук, граб, осика. Хвойні породи менш придатні до виготовлення гнутих деталей.

порід різна. Для оцінки спроможності деревини приймати задану форму при

згині поки немає стандартного методу. Використовують метод Л.М.Перелигіна. Зразок 10x30x500 мм послідовно згинають на шаблонах, радіус яких поступово зменшують (через рівні ступені). Радіус останнього шаблона, на якому зразок руйнується (вириви волокон, складки), є мірою здатності даної породи до гнуття.

під дією ударних навантажень через клин, що створює складний напружений

стан, від одночасного розтягу і згину поперек волокон.
Випробування на розколювання проводять на зразках фігурної форми згідно ГОСТ 16483.22-81. Навантажують його з постійною швидкістю, щоб він розколовся через 1...2 хв.

мм.

випадку виготовлення колотих сортиментів (дрова, клепка, ґонт, дранка, спиці тощо).
Опір

розколювання у листяних порід, що мають добре розвинені серцевинні промені (дуб, бук) у тангенціальному напряму більший, ніж у радіальному. В хвойних порід ця різниця майже непомітна.

властивостей; це показники віднесені до одиниці щільності при вологості 12%.
Питома

(віднесена до щільності) міцність при стиску та статичному вигині у хвойних порід вища за листяні, питома жорсткість також вища (модулі пружності) особливо у ялини і ялиці. Решта показників у листяних порід вищі за хвойні.

конструкції вимагається значна міцність та жорсткість за малої маси (транспортне

машинобудування, авіа- та суднобудування, будівництво тощо), виборі деревини для виробництва музичних інструментів.
По питомій міцності деревина конкурентноспроможна з іншими сучасними матеріалами, а по питомій жорсткості (уздовж волокон) у багато разів перевищує полімери.