Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

4345

.pdf
Скачиваний:
2
Добавлен:
08.01.2021
Размер:
947.8 Кб
Скачать

11

условия, ход и результаты вычислительных экспериментов, выводы по выполнению заданий, помеченные в методичке по лабораторному практикуму знаком .

Образец оформления отчета по лабораторной работе

Лабораторная работа № 1

ИЗУЧЕНИЕ УПРУГИХ СВОЙСТВ ДРЕВЕСИНЫ

Цель работы: изучить упругие свойства древесины как анизотропного материала, ознакомиться с методами расчета характеристик упругого деформирования древесины.

Вданной работе используется следующая модель. Образец древесины считается однородным анизотропным телом с ортогональной схемой анизотропии. При этом неоднородности строения и изменчивость свойств древесины по радиусу и высоте ствола не учитываются. Оси декартовой системы координат направлены вдоль главных осей анизотропии древесины. Механические напряжения кратковременны, их значения меньше предела пропорциональности для данных образцов древесины. Поэтому считается, сто деформации древесины подчиняются закону Гука.

Вработе используется программа Microsoft Office Excel, позволяющая рассчитать необходимые величины по соответствующим формулам на основании численных данных, предварительно введенных в заданные таблицы.

Расчет относительных деформаций по заданным напряжениям

Задание 1

Порода древесины: ель

Значения модулей Юнга, модулей сдвига и коэффициентов Пуссона древесины заданной породы

 

Модули Юнга

 

 

 

Модули сдвига

 

 

Коэффициенты Пуассона

 

 

Er

 

 

Et

 

Ea

 

Grt

Gat

 

 

Gar

rt

at

 

ar

 

 

7,01E+08

 

4,00E+08

 

1,62E+07

 

3,47E+08

4,16E+08

 

6,45E+08

2,50E-01

3,30E-01

 

2,80E-02

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Матрица податливости S, рассчитанная по формулам (4)

 

 

 

 

6,16E-08

 

-3,99E-11

 

-8,25E-10

0

 

 

 

0

 

 

0

 

 

-3,99E-11

 

1,43E-09

 

-6,25E-10

0

 

 

 

0

 

 

0

 

 

-8,25E-10

 

-6,25E-10

 

2,50E-09

0

 

 

 

0

 

 

0

 

 

0

 

 

0

 

 

0

2,88E-09

 

 

0

 

 

0

 

 

0

 

 

0

 

 

0

0

 

 

 

2,40E-09

 

 

0

 

 

0

 

 

0

 

 

0

0

 

 

 

0

 

 

1,55E-09

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Массив заданных напряжений

 

 

 

 

 

 

 

σ1

 

σ2

 

 

 

σ3

σ4

 

 

σ5

 

 

 

σ6

 

 

0

 

 

100000

 

0

0

 

 

 

0

 

 

0

 

12

Массив относительных деформаций, рассчитанный по закону Гука

 

 

 

 

 

 

-3,99E-06

1,43E-04

-6,25E-05

0,00E+00

0,00E+00

0,00E+00

Выводы:

1.Нормальное напряжение растяжения приложено в радиальном направлении. В этом же направлении происходит деформация растяжения.

2.В продольном и тангенциальном направлениях происходит деформация сжатия.

3.В касательных направлениях деформации не происходят.

Задание 2

Массив заданных напряжений

σ1

σ2

σ3

σ4

σ5

 

σ6

100000

100000

100000

0

0

 

0

 

 

 

 

 

Массив рассчитанных относительных деформаций

 

 

 

 

 

 

 

 

6,08E-03

7,62E-05

1,05E-04

0,00E+00

0,00E+00

 

0,00E+00

Выводы:

1.Одинаковые нормальные напряжения растяжения приложены вдоль трех главных осей анизотропии древесины. Вдоль этих осей происходят деформации растяжения.

2.Наибольшая деформация происходит в продольном направлении.

Задание 3

Массив заданных напряжений

σ1

σ2

σ3

σ4

σ5

 

σ6

0

0

0

0

100000

 

0

 

 

 

 

Массив рассчитанных относительных деформаций

 

 

 

 

 

 

 

 

0,00E+00

0,00E+00

0,00E+00

0,00E+00

2,40E-04

 

0,00E+00

Выводы:

1.Касательное напряжение растяжения действует в направлении оси Z на грань куба, перпендикулярную оси X.

2.Касательная деформация растяжения происходит в этом же направлении.

Задание 4

Массив напряжений

σ1

σ2

σ3

σ4

σ5

σ6

100000

0

0

0

100000

0

 

 

 

 

Массив относительных деформаций

 

 

 

 

 

 

 

6,16E-03

-3,99E-06

-8,25E-05

0,00E+00

2,40E-04

0,00E+00

Выводы

1.Приложено нормальное напряжение в продольном направлении, а также касательное напряжение в направлении, действующее вдоль оси Z на грань куба,

13

перпендикулярную оси X.

2.Вдоль оси Х происходит деформация растяжения, а вдоль осей Y и Z - деформации сжатия.

3.Касательная деформация растяжения происходит в направлении приложенной касательной деформации.

Расчет напряжений по заданным относительным деформациям

Задание 5

Матрица жесткости C, обратная матрице податливости S

1,63E+07

3,16E+06

6,17E+06

0,00E+00

0,00E+00

0,00E+00

3,16E+06

7,88E+08

1,98E+08

0,00E+00

0,00E+00

0,00E+00

6,17E+06

1,98E+08

4,52E+08

0,00E+00

0,00E+00

0,00E+00

0,00E+00

0,00E+00

0,00E+00

3,47E+08

0,00E+00

0,00E+00

0,00E+00

0,00E+00

0,00E+00

0,00E+00

4,16E+08

0,00E+00

0,00E+00

0,00E+00

0,00E+00

0,00E+00

0,00E+00

6,45E+08

Массив заданных относительных деформаций

 

 

 

 

 

 

0,00E+00

1,00E-04

0,00E+00

0,00E+00

0,00E+00

2,00E-04

 

 

 

 

 

 

 

Массив рассчитанных напряжений

 

σ1

σ2

σ3

σ4

σ5

σ6

-3,99E-06

1,43E-04

-6,25E-05

2,88E-04

0,00E+00

1,55E-04

Выводы

1.Чтобы обеспечить заданную деформацию растяжения в радиальном направлении, необходимо приложить нормальные напряжения сжатия в продольном и тангенциальном направлениях, а также деформацию сжатия в радиальном направлении.

2.Чтобы обеспечить заданную деформацию в касательном направлении, необходимо приложить касательное напряжение вдоль оси Х, действующее на грань куба, перпендикулярную радиальной оси.

 

 

Перечень лабораторных работ

 

 

 

 

№ раздела

 

Наименование лабораторных работ

п/п

дисциплины

 

 

 

1.

Раздел 2

Изучение упругих свойств древесины.

2.

Раздел 2

Моделирование реологических свойств древесины.

3.

Раздел 2

Моделирование упругих волн в древесине.

4.

Раздел 3

Моделирование теплопроводности в древесине.

5.

Раздел 3

Моделирование диффузионной пропитки древесины.

6.

Раздел 4

Моделирование влагопереноса при конвективной сушке

древесины.

 

 

 

 

7.

Раздел 5

Исследование закономерностей распространения электро-

магнитных волн в древесине.

 

 

14

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОДГОТОВКЕ РЕФЕРАТОВ

Поскольку лекции читаются не в полном объеме дисциплины, то студентам на самостоятельное изучение выносится ряд разделов. Преподаватель сообщает студентам содержание данных разделов и организует контроль знаний по заявленным темам. По результатам изучения приведенных тем студент составляет конспект или оформляет реферат. Темы заданий, вынесенных на самостоятельную работу, приводятся в рабочей программе.

Подготовка рефератов направлена на развитие и закрепление у магистрантов навыков самостоятельного глубокого, творческого и всестороннего анализа научной, методической и другой литературы по актуальным проблемам дисциплины; на выработку навыков и умений грамотно и убедительно излагать материал, четко формулировать теоретические обобщения, выводы и практические рекомендации.

Рефераты должны отвечать высоким квалификационным требованиям в отношении научности содержания и оформления.

Темы рефератов, как правило, посвящены рассмотрению одной проблемы. Объем реферата может быть от 5 до 15 страниц машинописного текста (список литературы и приложения в объем не входят).

Текстовая часть работы состоит из введения, основной части и заключения.

Во введении студент кратко обосновывает актуальность избранной темы реферата, раскрывает конкретные цели и задачи, которые он собирается решить в ходе своего небольшого исследования.

Восновной части подробно раскрывается содержание вопроса (вопросов) темы.

Взаключении кратко должны быть сформулированы полученные результаты исследования и даны выводы. Кроме того, заключение может включать предложения автора, в том числе и по дальнейшему изучению заинтересовавшей его проблемы.

Всписок литературы студент включает только те документы, которые он использовал при написании реферата.

Вприложении (приложениях) к реферату могут выноситься таблицы, графики, схемы и другие вспомогательные материалы, на которые имеются ссылки в тексте реферата.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОДГОТОВКЕ

КЗАЧЕТУ

Впериод подготовки к зачету студенты вновь обращаются к пройденному учебному материалу. При этом они не только закрепляют полученные знания, но и получают новые.

Литература для подготовки к зачету рекомендуется преподавателем либо указана в учебно-методическом комплексе. Для полноты учебной информации и ее сравнения лучше использовать не менее двух учебников. Сту-

15

дент вправе сам придерживаться любой из представленных в учебниках точек зрения по спорной проблеме (в том числе отличной от преподавательской), но при условии достаточной научной аргументации.

Основным источником подготовки к зачету является конспект лекций, где учебный материал дается в систематизированном виде, основные положения его детализируются, подкрепляются современными фактами и информацией, которые в силу новизны не вошли в опубликованные печатные источники. В ходе подготовки к зачету студентам необходимо обращать внимание не только на уровень запоминания, но и на степень понимания излагаемых проблем.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИЗУЧЕНИЮ РЕКОМЕНДОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Изучение дисциплины следует начинать с проработки данных методических указаний по самостоятельной работе, уделяя особое внимание целям и задачам, структуре и содержанию курса.

Магистрантам рекомендуется получить в библиотеке ВГЛТУ учебную литературу по дисциплине, необходимую для эффективной работы на всех видах аудиторных занятий, а также для самостоятельной работы по изучению дисциплины.

Успешное освоение курса предполагает активное, творческое участие студента путем планомерной, повседневной работы.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК РЕКОМЕНДОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Основная литература

1. Физика древесины [Текст] : учебное пособие / И. П. Бирюкова; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВПО «ВГЛТА».– Воронеж, 2013. - 112 с.

Дополнительная литература

1.Физика. Физика древесины [Текст]: лабораторный практикум / И.П. Бирюкова; ВГЛТА. - Воронеж, 2010. - 83 с.

2.Уголев Б.Н. Древесиноведение с основами лесного товароведения: Учеб. для лесотехнических вузов./ Б.Н. Уголев – М.: МГУЛ, 2001. – 340 с.

3.Бирюкова И.П. Физика [Текст] : Методические указания к лабораторным работам по физике. Ч. 9. Упругие деформации и упругие волны в древесине / И.П. Бирюкова; ВГЛТА – Воронеж : ВГЛТА, 2006. – 28 с. – электронная версия в ЭБС ВГЛТУ.

4.Серговский П.С., Расев А.И. Гидродинамическая обработка и консервирование древесины: учеб. для вузов по спец. «Технология деревообработки» / П.С. Серговский, А.И. Рассев – М.: Лесн. пром-сть, 1987. – 359 с.

5.Шубин Г.С. Сушка и тепловая обработка древесины / Г.С. Шубин - М. : Лесн. пром-сть, 1990. - 335 с.

16

6. Павлов П.В., Хохлов А.Ф. Физика твердого тела: учеб./ П.В. Павлов,

А.Ф. Хохлов – Высш. шк., 2000. – 494 с.

Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети «Интернет»

Для освоения дисциплины необходимы следующие ресурсы информационно телекоммуникационной сети «Интернет»:

1.Основная литература http://znanium.com/

2.Электронная библиотечная система (ЭБС) http://e.lanbook.com/

3.Единое окно доступа к образовательным ресурсам http://window.edu.ru/

4.Свободная энциклопедия https://ru.wikipedia.org/

5.Словари, определения http://dic.academic.ru/

6.Электронный ресурс библиотеки ФГБОУ ВО «ВГЛТУ»: http://www.vglta.vrn.ru/BiblSite/elib.htm

17

Учебное издание

Саушкин Виктор Васильевич Евсикова Наталья Юрьевна Камалова Нина Сергеевна

Физика древесины:

Методические указания для самостоятельной работы студентов по направлениям подготовки: 35.04.01 – Лесное дело, 35.04.09 – Ландшафтная архитектура

Электронный ресурс

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]