2.2.4. Испытание на сжатие древесины вдоль и поперек волокон
Для испытания изготавливаются образцы древесины кубической формы стандартных размеров (рис. 2.6, а, в). Перед установкой на испытательную машину образцы измеряются с точностью до 1 мм. При сжатии вдоль волокон образец имеет малую деформацию (главным образом за счет обжатия торцов) и разрушается с образованием трещины вдоль волокон. Диаграмма сжатия показана на рис. 2.6, б.
В результате испытания образца вдоль волокон подсчитывается предел прочности на сжатие (временное сопротивление)
.
(2.13)
При испытании древесины поперек волокон (рис. 2.6, в) видно, что древесина ведет себя как пластичный материал (рис. 2.6, г). Образец сильно деформируется при весьма малом возрастании нагрузки (материал прессуется). При отсутствии сучков деформации происходят без появления видимых признаков разрушения (трещин). Обычно испытание прекращают при уменьшении высоты образца на 1/3 и по нагрузке, отмеченной в этот момент, определяют предел прочности на сжатие (временное сопротивление):
.
(2.14)
Временное сопротивление при сжатии древесины вдоль волокон в 7-10 раз больше, чем при сжатии поперек волокон. Свойства древесины вдоль и поперек волокон различны, следовательно, это анизотропный материал. В связи с этим допускаемое напряжение для древесины зависит от того, под каким углом направлено сжимающее усилие по отношению к волокнам.
а
б
д
г
в
Рис. 2.6. Древесина:
а - образец при испытании вдоль волокон; б - диаграмма сжатия древесины вдоль волокон;
в, г - образец до испытания поперек волокон и после испытания; д - диаграмма сжатия
древесины поперек волокон
2.2.5. Испытание на сжатие искусственного (цементного) камня
Искусственный (цементный) камень представляет собой материал, полученный соединением цемента с водой. Образцы из этого материала имеют хрупкий характер разрушения. Единственная механическая характеристика, которую можно определить в результате испытания цементного камня (рис. 2.7, а, б, в) – это предел прочности на сжатие (временное сопротивление)
.
(2.15)
Если цементный камень набрал после изготовления полную прочность, то величина временного сопротивления в Н/мм2 будет соответствовать марке цемента.
в
б
а
Рис. 2.7. Цементный камень:
а - образец до испытания, б - образец после испытания, в - диаграмма сжатия
2.2.6. Последовательность выполнения работы
1. Замерить размеры образца (d0, h0 или b).
2. Установить образец между плитами машины и настроить диаграммный аппарат.
3. Образцы из пластичных материалов нагружать до 90 % предельной нагрузки испытательной машины, а образцы из хрупких материалов - до их разрушения.
4. Перечертить записанные машиной диаграммы сжатия и отметить на них значения характерных нагрузок, соответствующих наступлению текучести и разрушению. Вычислить характеристики прочности (σТ, σпц - для пластичного материала, σв - для хрупкого) и сравнить их с соответствующими характеристиками при растяжении (см. лабораторную работу № 2).
5. Зарисовать вид образцов после разрушения.