КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Прочность древесины при статическом изгибе
К числу наиболее распространенных и сравнительно легко выполняемых видов механических испытаний древесины относится ее испытание на поперечный изгиб. Нагружение образца проводят в статическом режиме, постепенно увеличивая изгибающие усилия, в отличие от ударного изгиба (см. ниже) с мгновенным приложением полной нагрузки. Прочность при статическом изгибе - одна из важнейших механических характеристик древесины. Для испытания применяют образцы в форме бруска размерами 20x20x300 мм. После измерения посредине длины образца ширины Ъ - в радиальном и высоты h - в тангенциальном направлении с погрешностью до 0,1 мм его располагают на двух опорах. Пролет /, т.е расстояние между центрами опор, равен 240 мм Нагружают образец в одной точке посредине пролета (рис. 52). Опоры и нажимные ножи имеют закругления радиусом 30 мм. Скорость непрерывного нагружения должна быть такой, чтобы образец разрушился через 1 - 2 мин Определив максимальную нагрузку Р тах, Н, вычисляют предел прочности, МПа, по формуле
. (90)
Результаты вычисления округляют до 1 МПа. Рис. 52. Схема испытания древесины на статический изгиб
Фактическую влажность определяют по пробам, взятым вблизи излома у необходимого количества образцов (см. § 20) и пересчитывают предел прочности к влажности 12 % по формуле (69), используя поправочный коэффициент α, равный для всех пород 0,04. В образце при нагружении возникают сжимающие напряжения в верхней, согласно схеме на рис. 52), части образца и растягивающие в нижней. Поскольку прочность на сжатие вдоль волокон значительно меньше прочности на растяжение, разрушение начинается с образования редко видимых складок в сжатой зоне образца. Окончательное разрушение происходит в растянутой зоне в виде разрыва или отслоения крайних волокон и полного излома образца. При низкой прочности образца получается почти гладкий излом (рис. 53), а при высокой - защепистый (особенно в растянутой зоне).
Рис. 53. Вид излома образца при изгибе а - гладкий, б – защепистый
Данные о пределе прочности при статическом изгибе для древесины некоторых наших пород представлены в табл. 34.
34. Прочность древесины при статическом изгибе
Предел прочности при статическом изгибе в среднем можно принять равным 100 МПа Предел пропорциональности при статическом изгибе составляет примерно 0,6-0,7 от предела прочности. При испытаниях, проводимых по стандартной методике, образец располагается на опорах так, чтобы усилия были направлены вдоль годичных слоев (тангенциальный изгиб). Различие между прочностью при радиальном и тангенциальном изгибах обнаруживается только для хвойных пород: предел прочности при тангенциальном изгибе на 10-12 % выше, чем при радиальном; для лиственных пород прочность при изгибе в обоих направлениях практически можно считать одинаковой [49]. Более сложны в исполнении методы испытаний, предусматривающие такую схему нагружения, которая обеспечивает чистый изгиб, т. е. отсутствие касательных напряжений по части или всей длине пролета. Схема нагружения в двух точках (рис. 54, а) была принята в ранее действовавших ГОСТах. Однако в соответствии с международными стандартами она заменена на более простую схему одноточечного нагружения (см. рис. 52), которая дает практически одинаковые результаты. Значительно сложнее осуществлять нагружение образца в опорных сечениях сосредоточенными моментами, т. е. по схеме рис. 54, б. Такая схема, применяемая для испытания пластмасс, гнутоклееной древесины, была использована [56] для исследования механических характеристик натуральной древесины. По сравнению с двухточечной схемой при одинаковых пролетах l = 240 мм предел прочности для сосны оказался выше на 2 %. Однако при сокращении длины пролета до 130 мм предел прочности увеличился на 12,6 %.
Кроме обычного поперечного изгиба, когда волокна древесины направлены вдоль оси бруска (см. рис. 52), могут быть случаи, когда волокна направлены поперек оси бруска (рис. 55). Опыты, проведенные в МЛТИ автором и А.Л. Михайличенко, показывают, что в двух последних случаях предел прочности составляет для древесины ели и сосны 4 - 5 %, а для бука - около 20 % предела прочности при обычном изгибе. Разницы в пределах прочности образцов, расположенных по отношению к действующим усилиям по схеме а и б рис. 55, не было установлено. Рис. 55 Схема действия усилий при изгибе образцов с поперечным относительно оси направлением волокон
Вследствие высокой прочности при действии изгибающих нагрузок и удобства их приложения древесина очень часто работает в конструкциях и изделиях на изгиб (балки, лаги, детали машин, мебели, тары и т. п.).
Дата добавления: 2015-04-30; Просмотров: 1622; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |