ки" древесины сет-деформации включают остаточные деформации ползу­чести, замороженные деформации от одноциклового изменения влажности и деформации от гигроусталости.

Использование рядом исследователей: А. Ранта-Маунус, Т. Морен и др. понятия о механо-сорбционной ползучести для объяснения механизма развития сушильных напряжений в одноцикловых процессах не обоснова­но. Применяемый ими эмпирический коэффициент, снижающий расчетную величину сушильных напряжений, обусловлен образованием замороженных деформаций.

Реологические свойства древесины и особенности ее деформирова­ния при различной последовательности силовых, влажностных и темпера­турных воздействий учитываются при разработке режимов гидротермиче­ской и механической обработки, консервирования, модифицирования дре­весины.

§ 27. Длительная прочность и сопротивление усталости древесины

Способность древесины сопротивляться разрушению от длительно действующих и периодически изменяющихся нагрузок явилась предметом многочисленных исследований в связи с применением древесины в строи­тельных конструкциях. Поскольку эти свойства зависят от фактора време­ни, их также можно считать реологическими.

Прочность древесины при длительных постоянных нагрузках. Исследованию прочности древесины при длительно действующих нагруз­ках и ее связи с возникающими при нагружении деформациями посвящены работы Ф.П. Белянкина, Ю.М. Иванова, Н.Л. Леонтьева, П.Н. Хухрянско-го, В.Н. Быковского, В.Ф. Яценко, Б.И. Огаркова и других отечественных, а также ряда зарубежных авторов (Л. Армстронг, Г. Христенсен, Р. Кинг­стон, Р. Дэвидсон, Ф. Кольман, Р. Пентоней, А. Шнивинд и др.). Целью большинства исследований явилось установление величины предела проч­ности при длительном действии нагрузок в направлении вдоль волокон. Характер изменения прочности древесины в зависимости от времени дей­ствия нагрузки отражает кривая, асимптотически приближающаяся к пря­мой, соответствующей напряжению, называемому пределом долго­временного сопротивления (рис.69). В среднем для всех видов напряженного состояния предел долговременного сопротивления состав­ляет примерно 0,5-Ю,6 величины предела прочности при кратковременных статических испытаниях.

Рис. 69. Зависимость прочности древесины от продолжительности действия постоянной на­грузки

б

бд.с

Н.Л. Леонтьев предложил уста­навливать предел прочности при лю­бой заранее заданной продолжитель­ности нагрузки по формуле

О

Время

a^a^ + aOgt^-igx), (111)

где a_t - предел прочности при данной продолжительности действия на­грузки, МПа; а_ст - предел прочности при стандартных испытаниях, МПа; т_ст - время, потребное для разрушения образца при стандартных испыта­ния; a - поправочное число, МПа.

Значения о_ст и а для различных пород и видов действия сил приве­дены в РТМ [26]. Расчеты по формуле (111) показывают, что, например, для древесины сосны при изгибе под действием постоянной нагрузки в те­чение 3 лет предел прочности составит 0,61 предела прочности при крат­ковременных испытаниях.

Ю.М. Иванов использовал для обобщения имеющихся данных о влиянии времени нагружения на прочность древесины разработанную акад. С.Н. Журковым и его последователями кинетическую теорию проч­ности твердых тел. Это позволяет объяснить разрушение древесины разви­вающимся во времени процессом накопления повреждений, происходящих на молекулярном уровне. Снижение прочности древесины при длительном действии нагрузки учитывается при расчете строительных конструкций.

Прочность древесины при переменных нагрузках. Некоторые де­ревянные конструкции во время эксплуатации подвергаются воздействию переменных по величине и направлению, т. е. вибрационных, нагрузок. Частота колебаний при этом обычно менее 50 Гц. При таких низкочастот­ных механических воздействиях в древесине возникают необратимые ос­таточные деформации, вызванные повреждениями на молекулярном уров­не. Вследствие большого количества перемен (циклов) нагрузки эти по­вреждения накапливаются и приводят к разрушению древесины, даже если величина напряжений сравнительно невелика. Указанное явление называ­ют усталостью древесины.

По характеру изменения величины и знака напряжений циклы могут быть симметричными и асимметричными: знакопеременными и знакопо­стоянными, в том числе отнулевыми.

Испытания древесины на усталость проводят на специальных маши­нах, поддерживающих заданный закон нагружения. В момент разрушения образца по счетчику определяют общее число циклов. Испытывают не-