МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ

Министерство образования и науки Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет

Кафедра конструкций из дерева и пластмасс

Дисциплина: КДиП

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3:

«Определение модуля упругости и предела прочности древесины при статическом изгибе»

Работу выполнила студентка гр. С-4:

Дранишникова Мария Савельевна

Работу принял:

канд.техн.наук

Бызов Виктор Евгеньевич

Санкт–Петербург

Цель работы – ознакомление с методикой определения расчетных сопротивлений древесины.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Механические свойства древесины обеспечиваются механическими волокнами, оболочка которых представляет собой одревесеневшую клетчатку(клетки целлюлозы). Механические свойства определяются соотношением механических и немеханических тканей древесины. Чем больше поздних трахеид, тем прочнее древесина.

Особая структура молекул целлюлозы предопределяет высокие механические свойства древесины. При приложении нагрузки гибкие, цепочкообразные молекулы выпрямляются, а при снятии нагрузки вновь принимают изогнутую форму. Разрыв молекул происходит из-за преодоления сил главных валентностей, а течение материалов совершаются за счет смещение молекул одной по другой и преодоления сил сцепления.

Древесину в расчетах рассматривают, как ортотропный материал, обладающий разными механическими свойствами в направлении трех взаимно перпендикулярных осей (рис. 1) – продольной, радиальной и тангенциальной.

Рис. 1. Три главные оси древесины соответственно направлению волокон и годичных слоев

Для описания упругих свойств древесины необходимо двенадцать постоянных, из которых девять являются независимыми: три модуля упругости Е, три модуля сдвига G и шесть коэффициентов Пуассона µ. Модули упругости и коэффициенты Пуассона связаны между собой следующими соотношениями:

; i = j; i, j = L, R, T

В число показателей прочности древесины, используемых для расчетов входят: пределы прочности при статическом изгибе, сжатии вдоль и поперек волокон, скалывании вдоль волокон, растяжении вдоль и поперек волокон. Кроме того, иногда определяют твердость древесины в направлении поперек волокон, прочность при ударном изгибе, прочность при кручении, вязкость и усталостную прочность.

Сопротивляемость древесины внешним силовым воздействиям определяется испытаниями стандартных образцов малого размера на испытательных машинах, и результаты этих испытаний, после соответствующей статической обработки, приводятся в нормах и справочниках по проектированию в виде нормативного сопротивления R^н .

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ

Из древесины влажностью 8 – 15% изготавливают образцы в форме прямоугольной призмы с основанием 20х20 мм и длиной вдоль волокон 30 мм. (Рис. 2.) Образцы кондиционируют – выдерживают в помещении лаборатории при комнатной температуре и влажности в течении 15 сут. Перед испытанием измеряют штангенциркулем размеры поперечного сечения образца в середине длины с погрешностью не более 0,1 мм. Для испытания образец помещают в пресс и нагружают равномерно со скоростью 25±5 кН/мин. Испытания продолжают до разрушения образца. Максимальную нагрузку F_max считывают с погрешностью не более цены деления шкалы силоизмерителя и заносят в таблицу 1.

Рис. 2. Схема испытания древесины на сжатие вдоль волокон.

Таблица 1.

Протокол

определения предела прочности при сжатии вдоль волокон