Міцність деревини
До механічних властивостей відносяться міцність і дефор-мативно деревини, а також деякі технологічні властивості. Міцність деревини – це здатність її чинити опір руйнувань під впливом зовнішніх навантажень. Межа міцності деревини визначається шляхом випробування зразків на стиск, розтяг, вигин, зсув.
При випробуванні деревини на стиск навантаження виробляють вздовж волокон, потім поперек і в одному місці. Межа міцності визначають в МПа за формулою:
БСЖ = Рmax / a × b,
де Pmax – максимальна руйнівне навантаження, Н;
а й b – розміри зразка деревини, мм.
За даними випробувань встановлено, що при розтягуванні деревини поперек волокон міцність становить приблизно 1/20 міцності при розтягуванні вздовж волокон. Тому при конструюванні виробів і влаштуванні різних будівельних конструкцій не допускають випадків, щоб розтягуючі навантаження були спрямовані поперек волокон.
На практиці в більшості випадків вироби з деревини працюють з навантаженнями на вигин. Тому зразки деревини обов’язково відчувають на вигин, при цьому визначають межу міцності в МПа за формулою:
біз = 3Рmax × l / 2 × b × h2,
де l – відстань між опорами, мм;
b – ширина зразка в радіальному напрямку, мм;
h – висота зразка в тангенціальному напрямку, мм.
При згинанні зразка з опуклого боку виникають напруги розтягнення, а з увігнутою – стиснення. При навантаженнях вище граничної величини руйнування деревини відбувається у вигляді розриву розтягнутих волокон на опуклій стороні зламу зразка.
Велике значення має показник міцності при зсуві. Цей показник визначають при випробуваннях трьох видів зсуву: на сколювання вздовж і поперек волокон; на перерізання деревини поперек волокон. При цьому межа міцності деревини на сколювання – БСК, МПа визначають за формулою:
БСК = Рmax / b × l,
де P max – максимальне навантаження, Н;
b, l – товщина і довжина зразка в площині сколювання, мм. Випробування на перерізання деревини поперек волокон проводять на зразках із застосуванням рухомого ножа. При цьому межа міцності в МПа визначають за формулою:
τ = Рmax / 2 × a × b,
де Pmax – максимальне навантаження, Н;
а й b – розміри перерізу зразка, мм (поперечні). Як показують результати випробувань, міцність деревини при перерізання поперек волокон в 4 рази більше, ніж при сколюванні вздовж волокон.
Як показали випробування, модулі пружності при стисненні і розтягуванні деревини приблизно однакові і складають для сосни – 12,3 ГПа, для дуба – 14,6 ГПа і для берези – 16,4 ГПа при вологості 12%. Модуль пружності поперек волокон приблизно в 20-25 разів менше, ніж уздовж, а в радіальному напрямку вище, ніж в тангенціальному, приблизно на 20-50%.
При випробуваннях деревини також визначають модуль пружності:
Е = 3 × Р × l / (64b × h3 × f),
де Р – навантаження, що дорівнює різниці між верхніми і нижніми межами виміру, Н;
l – відстань між опорами (на яких розташовується зразок деревини), мм;
b і h – ширина і висота зразка, мм;
f – прогин, рівний різниці среднеарифметических значень прогину при верхньому і нижньому межах навантаження, мм.
(2 votes, average: 3.00 out of 5)