4.3 Определение ударной вязкости древесины

Ударная вязкость характеризует способность древесины поглощать работу при ударе без разрушения. Она определяется при испытаниях на ударный изгиб.

4.3.1 Для проведения экспериментов используют образцы со средними размерами 20×20×300 мм, имеющие различную начальную влажность (выше и ниже W_пн) и температуру (-20) ^оС и (+20) ^оС. Испытания выполняют с помощью специального устройства – маятниковый копер.

4.3.2 Перед проведением экспериментов образцы маркируют. С помощью штангенциркуля на середине каждого образца определяют его точные размеры в поперечном сечении, точность измерений (±0,1) мм. На технических весах, с точностью (± 0,01) г, определяют их начальную массу. Термометром измеряют температуру образцов перед испытаниями. Все полученные характеристики образцов записывают в таблицу 4.3.

Таблица 4.3 – Характеристика образцов и результаты вычислений ударной вязкости

Маркировка образца

Порода

Масса образца, г

Влажность образца, %

Температура образца, 0С

Размер образца, см

Работа, кгс·м

Ударная вязкость, кгсм/см2

началь- ная

после высушивания

b

h

Аw

A12

4.3.3 Схема проведения испытаний приведена на рисунке 4.4. Перед началом испытаний маятник поднимается вверх и фиксируется в одном из четырех отличающихся углом подъема положений  = 69 ⁰, 90 ⁰, 107 ⁰, 130 ⁰. Чем прочнее древесина, тем угол  должен быть больше.

4.3.4 Образец устанавливается на опоры так, чтобы удар происходил в тангенциальном направлении (рисунок 4.4).

4.3.5 Стрелка шкалы угломера устанавливается на отметку «О». Спускается фиксирующая собачка. Маятник падает, разрушает образец и выходит в противоположную сторону на угол . Величина угла  определяется по шкале угломера. К копру маятника приложена таблица. По значениям углов  и  определяют работу (G), затраченную на разрушение (излом) образца.

Рисунок 4.4 - Схема испытания древесины на ударную вязкость

4.3.6 Ударную вязкость древесины рассчитывают по формуле

А_w = , (4.4)

где А_w -ударная вязкость древесины при фактической влажности, кгсм/см²;

G - работа, затраченная на разрушение образца, кгсм;

b - ширина образца, см;

h - высота образца, см.

Вычисленные значения ударной вязкости при влажности в момент испытаний записывают в таблицу 4.3.

4.3.7 Сразу же после проведения испытаний образцы помещают в сушильный шкаф, где при температуре (103 ± 2) ⁰С высушивают до абсолютно сухого состояния.

4.3.8 После высушивания вычисляют влажность образцов в момент проведения испытания. Результаты записывают в таблицу 4.3.

4.3.9 Полученные значения ударной вязкости древесины при установленном значении начальной влажности W (таблица 4.3) следует пересчитать для значения влажности 12 %. Пересчет выполняют по формуле

А₁₂ = Аw [1+0,02 (W-12)]. (4.5)

Выводы

Каким образом температура и влажность древесины влияют на показатели ее механических свойств при различных видах испытаний?

Контрольные вопросы

1 Какой вид влаги оказывает влияние на механические свойства древесины при положительных и отрицательных температурах? Поясните, чем это обусловлено?

2 Какие факторы оказывают влияние на прочность древесины и почему?

3 Как изменится предел прочности при сжатии вдоль волокон при увеличении плотности древесины?

4 В какой зоне образца: растянутой или сжатой начинается процесс разрушения древесины при испытаниях на статический изгиб? Объясните, почему?

5 Чем обусловлено влияние свободной влаги на механические свойства древесины при отрицательных температурах?

6 Приведите примеры реальных изделий и конструкций, где древесина испытывает напряжения сжатия вдоль волокон и статического изгиба.

7 При изготовлении каких изделий необходимо определять ударную вязкость древесины?