3.4 Определение механических свойств древесины

К механическим свойствам древесины относятся прочность, твердость, деформатиность и ударная вязкость. Основным механическим свойством древесины является прочность, которая зависит от направления действующей нагрузки, породы дерева, плотности, влажности, наличия пороков.

На лабораторной работе студенты должны определить предел прочности при сжатии древесины вдоль волокон и предел прочности при статическом изгибе.

3.4.1 Определение предела прочности при сжатии вдоль волокон

(ГОСТ 16483.10)

Предел прочности при сжатии вдоль волокон определяется на образцах (не менее 3-х) в форме прямоугольной призмы основанием 20х20 мм и длиной вдоль волокон 30 мм. Образцы изготавливают из древесины не имеющей пороков. Испытания ведут до разрушения образца. Предел прочности при сжатии R_W вдоль волокон при влажности в момент испытания древесины вычисляют с точностью не более 0,5 МПа:

где Pmax – максимальная нагрузка, Н; a, b – размеры поперечного сечения образца, мм.

Предел прочности при сжатии вдоль волокон пересчитывают на влажность 12 % по формулам:

- для образцов с влажностью меньше предела гигроскопичности^

где a - поправочный коэффициент, равный 0,04; R_W - предел прочности при сжатии образца с влажностью W в момент испытания, МПа; W - влажность образца в момент испытания, %;

- для образцов с влажностью, равной или больше предела гигроскопичности:

где R_W - предел прочности при сжатии образца с влажностью W в момент испытания, МПа; - коэффициент пересчета при влажности 30 %, равный: 0,475 - для клена; 0,535 - для ясеня; 0,550 – для дуба; 0,450 - для бука, сосны; 0,445 - для граба, груши, ели, ивы, ореха, осины, пихты и тополя; 0,400 - для березы и лиственницы.

Вычисление производят с округлением до 0,5 МПа. Результаты испытаний и расчетов заносят в таблицу 3.

Таблица 3 Определение прочности при сжатии вдоль волокон

Маркировка образца	Размеры поперечного сечения образца, мм		Максимальная нагрузка Рmax, H	Влажность W, %	Предел прочности МПа
	а	b			RW	R12

3.4.2 Определения предела прочности древесины при статическом изгибе

(ГОСТ 16483.3)

Образцы изготовляют в форме прямоугольной призмы с поперечным сечением 20´20 мм и длиной вдоль волокон 300 мм. На середине длины образца измеряют штангенциркулем ширину b и высоту h с погрешностью не более 0,1 мм. Образец испытывают на изгиб таким образом, чтобы изгибающее усилие было направлено по касательной к годовым слоям (изгиб тангентальный) и нагружают по схеме, рисунок 9. Образец нагружают равномерно с постоянной скоростью нагружения, приэтом скорость должна быть такой. чтобы образец разрушился через (1,5±0,5) мин после начала нагружения. Испытание продолжают до разрушения образца, определяя максимальную нагрузку, P_max. После испытания определяют влажность образцов по ГОСТ 16483.7.

Рисунок 9 – Схема испытания древесины на статический изгиб

Предел прочности (R_W) в мегапаскалях образца с влажностью в момент испытания вычисляют по формуле:

где Р_mах - максимальная нагрузка, H;

l - расстояние между центрами опор, мм;

h - высота образца, мм;

b - ширина образца, мм.

Результат вычисляют и округляют до 1 МПа.

Предел прочности образца с нормализованной влажностью при необходимости пересчитывают на влажность 12 % по формуле:

где a - поправочный коэффициент на влажность, равный 0,04 для всех пород;

W - влажность образца в момент испытания, %.

Результаты испытаний и расчетов заносят в таблицу 4.

Таблица 4 – Определение предела прочности древесины при статическом изгибе

Марка образца	Размеры поперечного сечения, мм		Разрушающая нагрузка Pmax, H	Влажность W,. %	Поправочный коэффициент a	Предел прочности, МПа
	b	h				RW	R12

К4