28. Механические св-ва древесины. Их зависимость от различных факторов.

Мех. Св-ва древесины , являющейся природным полимером, изучаются на основе реологии-науки об изменении св-в в-в во времени, под действием нагрузок. Известно, что при быстром, кратковременном действии нагрузки древесина сохраняет значительную упругость и подвергается сравнительно малым деформациям. При длительном действии неизменной нагрузки деформации во времени существенно увеличиваются. Если задать древесине неизменную во времени деформацию, то напряжения в нем с течением времени уменьшаются- релаксируют, хотя деформация не меняется.

Реологические св-ва древесины учитываются при назначении расчетных сопротивлений. Под действием постоянной нагрузки непосредственно после ее приложения в древесине появляются упругие деформации, а с течением времени различаются эластические и остаточные деформации. Упругие и эластические деформации обратимы- они исчезают после снятия нагрузки в течение малого (упругие деформации )или длительного(эластические деформации) промежутка времени. Остаточные деформации явл-ся необратимой частью общих деформаций, остаются и после снятия нагрузки.

Благодаря особенностям строения древесина явл-ся анизотропным материалом, ее механические св-ва различны в различных направлениях и зависят от угла между направлением действующего усилия и направлением волокон. При совпадении направления силы и волокон прочность достигает max зн-ния, в то же время она будет в несколько раз меньше, если сила действует под большим углом к волокнам.

Для обоснованного расчета элементов дер. констр. необходимо знать прочность древ. при различных видах напряженного состояния и при разнообразном их сочетании. Для определения несущей способности конструктивных дерев. элементов служит придел прочности древесины, определяемый испытанием стандартных образцов.

Испытания показ-т значит. разброс показателей прочности даже для 1 и той же породы древесина. Это объясняется неоднородностью древесины, связ. с особенностями ее анатомического строения. Прочность, поздней древесины в 3-5 раз выше прочности ранней древесины. Чем толще стенки трахеид и чем больше % поздней древесины, тем ↑ пл-ть древесины и ее прочность. На прочность древ. значительно влияет скорость приложения нагрузки или ее продолжительность ее действия. Если серию одинаковых образцов загрузить различной по значению постоянной нагрузкой, то разрушение произойдет ч/з разные промежутки времени – чем больше нагрузка(напряжение), тем скорее разрушится образец. Представим результаты таких испытаний графически в координатах “предел прочности – время до разрушения”, получим асимптотическую кривую, по которой можно определить, сколько времени пройдет до разрушения образца, находящегося под тем или иным напряжением. Асимптота на кривой длительного сопротивления делит весь диапазон изменения нагрузки на две области – область ниже асимптоты с σ<σ_дл, в которой разрушение образца не произойдет, как бы долго ни действовала нагрузка, и область выше асимптоты с σ>σ_дл, где разрушение с течением времени неизбежно и оно произойдет тем скорее, чем больше σ превышает σ_дл.

Как видно из рис. 1,10,древ. обладает св-вом последействия (ползучести), т.е. роста деформаций в течение некоторого времени после приложения нагрузки. Примером последствия на практике может служить провисание балок, находящихся долгое время под нагр. Опыты показ., что при ударе предел проч-ти повыш. по сравн. с длит-м сопрот. в среднем в 3 раза.