Строение древесины. Главные разрезы. Связь строения с механическими характеристиками. Анизотропия. Учет анизотропии при расчете.
В попереч. сечении ствола древесина состоит из коры, луба, под лубом нах-ся слой камбия. Основную часть занимает заболонь и ядро. Заболонь сост из молодых клеток, ядро- из полностью мертвых клеток. Зависимость физико-мех свойств древесины от влажности. Древесина обладает способностью впитывать в себя влагу ввиду своей гигроскопичности. От кол-ва влаги в др. в значит. мере зависит и ее физик-мех.св-ва. Плотность свежесрубленной др. хвойных пород = 850кг/м3 по мере удаления влаги плотность уменьшается. ползучесть древесины. При кратковременном действии нагрузки древесины работает практич. упруго, но при длительном действии неизменной нагрузки деформации во времени увел. Даже при малом уровне напряжений ползучесть может продолж.годами. Биопоражение древесины .напрямую связано с влажностью древесины. При вл-сти 18% а также при наличии кислорода и + темп. возникают усл. для жизнедеят.дереворазрушающих грибов. или насекомых . Распространение огня. происходит в рез-те соед-я углерода древесины с кислородом. с Наруж стороны древесина быстро обгорает то ввиду малой ее теплопроводимости и появлению толщины обуглевшего слоя препятст-щего поступления кислорода дальшейший процесс замедляется. Для полного представления о строении древесины рассмт.3 разреза ствола: 1 осевой 2 радиальный 3 тангентальный
Влияние анизотропии на мех. св-ва древесины, учет аниз-ии при расчете. Анизотропия – неодинаковость свойств материала в различных структурных направлениях. Аниз-я явл-ся следствием особенностей анатомического строения древесины в которой ее мех-ие и упругие св-ва резко отличаются для направлений вдоль и поперек волокон. Помимо строения древесины, на мех-ие св-ва оказывает влияние неоднородность древ-ны, обусловленная наличием поздней и ранней древ-ны годовых колец. Прочность поздней древ-ны годичных колец в 3-4 раза выше прочности ранней древесины. В пределах одного ствола содержание поздней древ-ны измен-ся. Слои, окружающие сердцевину, содержат мало поздней древесины, затем ее содерж-ие увелич-ся, а далее к коре уменьш-ся. Также меняется содерж-ие поздней древ-ны по высоте ствола от комеля к вершине, снижаясь в 1,5-2раза.
Расчетная модель предполагает наличие трех взаимно перпенд-ых плоскостей структурной симметрии. Такие материалы наз-т ортотропными. Предположение об ортотропности применительно к элементарному объему древ-ны явл-ся упрощенной схемой.
В чем идеализация схемы анизотропии?
1. Плоскость ar рассм-ся как плоскость симметрии при условии, если кривизна годичных слоев мала в пределах рассм-ого объема.
2. Пл-ть rt перп-ую волокнам можно рассм-ть как пл-ть симм-ии лишь при усл-ии постоянства св-в по высоте ствола и при отсутствии сбега ствола.
3. Тангентальная пл-ть at рассм-ся как пл-ть симм-ии, если не считаться с различием св-в ранней и поздней древ-ны.
Мех-ие св-ва древ-ны различные в разных направлениях и зависят от угла м/у направлением действ-го усилия и направлением волокн. При совпадении направления усилия и волокон прочность древ-ны достигает макс-го знач-я. Поэтому, при выведении формул для опред-ия расчетных сопрот-ий под углом к волокнам, древ-на рассматривался как ортотропный материал.