Определение расчетных сопротивлений древесины сосны сжатию вдоль волокон и изгибу. Схема испытания древесины на статический изгиб

Страницы работы

12 страниц (Word-файл)

Фрагмент текста работы

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ ДРЕВЕСИНЫ

СОСНЫ СЖАТИЮ ВДОЛЬ ВОЛОКОН И ИЗГИБУ

Цель работы: изучить методы испытания древесины на сжатие вдоль волокон в соответствии с ГОСТ 16483.12-78 и на изгиб в соответствии с ГОСТ 16483.12-78; получить навыки статистической обработки результатов испытаний; определить временное, нормативное и расчетное сопротивление древесины на сжатие и изгиб; сравнить полученные результаты с данными норм.

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

Механические свойства древесины обеспечиваются механическими волокнами, оболочка которых представляет собой одресвеневшую клетчатку, состоящую из клеток целлюлозы и лигнина. Механические свойства определяются соотношением механических (либриформ) и немеханических (сосуды, сердцевинные лучи, паренхима и т.д. ) тканей  древесины. Чем меньше сосудов и больше либриформа, тем прочнее древесина.

Особая структура молекул целлюлозы предопределяет высокие механические свойства древесины. При приложении нагрузки гибкие, цепочкообразные молекулы выпрямляются, а при снятии нагрузки вновь принимают изогнутую форму. Разрыв молекул происходит из-за преодоления сил главных валентностей, а течение материалов совершается за счет смещения молекул одной по другой и определения сил сцепления.

Древесину можно рассматривать как ортотропный материал, обладающий разными механическими свойствами в направлении трех взаимно перпендикулярных осей (рис.1 ) –продольной, радиальной и тангенциальной. Продольная ось (L) направлена вдоль волокон; радиальная ось(R) – перпендикулярна годовым слоям (по направлению радиуса древесного ствола); тангенциальная ось (Т) также расположена поперек волокон, но направлена по касательной к годовым кольцам.

Рис.1 . Три главные оси древесины соответственно направлению волокон и годичных слоев

Для описания упругих свойств древесины необходимы двенадцать постоянных, из которых девять являются независимыми: три модуля упругости Е, три модуля сдвига G и шесть коэффициентов Пуассона  . Модули упругости и коэффициенты Пуассона связаны между собой следующими соотношениями;

;  i=j;  i.j=L.R.T.                           (1)

Общие соотношения между напряжениями и деформациями можно найти в руководствах и пособиях по общей теории упругости анизотропных тел.

В число показателей прочности древесины, используемых для расчетов, входят: пределы прочности при статическом изгибе, сжатии вдоль и поперек волокон, скалывании вдоль волокон, растяжении вдоль и поперек волокон. Кроме того, иногда определяют твердость древесины в направлении поперек волокон, прочность при ударном изгибе, прочность при кручении, вязкость и усталостную прочность.

Сопротивляемость древесины внешним силовым воздействиям определяется испытаниями стандартных образцов малого размера на испытательных машинах, и результаты этих испытаний, после соответствующей статистической обработки, приводятся в нормах и справочниках по проектированию в виде нормативного сопротивления R.

ПОСТАНОВКА ЭКСПЕРИМЕНТА

Механические свойства древесины определяются испытаниями малых чистых (не содержащих дефектов роста) образцов при стандартных температурно - влажностных условиях окружающей среды (температура t=20+20 С, относительная влажность воздуха w=65+5%).

Образцы изготавливают из выдержанной кондиционированной древесины в соответствии со стандартом СЭВ 319-76.

Образцы для испытания на сжатие имеют форму призмы с основанием 20*20 мм и высотой вдоль волокон 30 мм (рис. 2). Все поверхности образцов должны быть гладко остроганы точно под угольник. Годичные слои на торцевых поверхностях образцов должны быть параллельны одной паре противоположных граней и перпендикулярны другой.

Рис.2. Образец для испытаний на сжатие

Испытания проводятся с помощью приспособления, обеспечивающего равномерное приложение по всей торцевой поверхности образца. Образец устанавливают в приспособление и помещают между опорными плитами испытательной машины. Нагружения проводят равномерно со средней скоростью 25+5 кН/мин. При испытаниях с механическим приводом скорость нагружения равна 4 мм/мин.

Для испытаний древесины на статический изгиб изготавливают образцы в форме прямоугольного бруска сечением 20*20 мм и длиной вдоль волокон 300 мм (рис. ). Точность изготовления образцов такая же, как и образцов, испытываемых на сжатие вдоль волокон.

Рис.2. Образец для испытаний на поперечный изгиб

Посередине длины измеряют ширину b в радиальном и h в тангенциальном направлениях. Образец располагают на опорах, расстояние Lо между центрами которых равно 24 см. Нагружение проводят через два нажимных ножа (рис.3), расстояние между которыми составляет 1/3 часть пролета

Похожие материалы

Информация о работе

Тип:
Отчеты по лабораторным работам
Размер файла:
194 Kb
Скачали:
0