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/см^2
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 a = 69 ⁰, 90 ⁰, 107 ⁰, 130 ⁰. Чем прочнее древесина, тем угол a 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 b. Величина угла b определяется по шкале угломера. К копру маятника приложена таблица. По значениям углов a и b 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?

Ключевые слова

 

Базисная плотность, влажность древесины, воздухоёмкость, гистерезис сорбции, десорбция, древесина, древесинное вещество, изотерма сорбции, коробление, предел прочности, пористость, пропиточная ёмкость, разбухание, ударная вязкость, устойчивая влажность.

Библиографический список

1 Уголев, Б.Н. Древесиноведение с основами лесного товароведения [Текст] / Б.Н. Уголев. - М.: МГУЛ, 2001.- 340 с.

2 Расев, А.И. Тепловая обработка и сушка древесины: учебник. [Текст] /А.И. Расев. - М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2009. - 360с.

3 Уголев, Б.Н. Деформативность древесины и напряжения при сушке / Б.Н. Уголев. - М.: Лесн. пром-сть, 1971. - 174 с.

4 ГОСТ 16483.10 - 73*. Древесина. Методы определения предела прочности при сжатии вдоль волокон. Взамен ГОСТ 16483.10 - 72. Введен с 01.07.74. - М.: ИПК Издательство стандартов, 1999. - 6 с.

5 ГОСТ 16483.3 - 84. Древесина. Метод определения предела прочности при статическом изгибе. Взамен ГОСТ 16483.3-73. Введен с 01.07.85. - М.: ИПК Издательство стандартов, 1999. - 6с.

6 ГОСТ 16483.4-73. Древесина. Методы определения ударной вязкости при изгибе. Взамен ГОСТ 16483.4-70. Введен с 01.07.74. - М.: ИПК Издательство стандартов. 1999. - 5с.

7 СТП 3.4.204-01.Требования к оформлению текстовых документов. Введен 01.01.2001. - Красноярск, СибГТУ, 2001. - 44 с.

 

Приложение А

(обязательное)

Пример оформления титульного листа к отчетам

По лабораторным работам

 

ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный технологический

университет»

	Факультет механической технологии древесины Кафедра технологии композиционных материалов и древесиноведения
		ФИЗИКА ДРЕВЕСИНЫ Отчеты по лабораторным работам (ТКМиД. 000000.009. ПЗ)
		Руководитель: ______________В.Н. Ермолин (подпись) _____________________ (оценка, дата)   Разработал: студент группы 43 – 2 ______________А. В. Петров (подпись)

 

Приложение Б

(обязательное)

Свойства влажного воздуха

 

Таблица Б.1 - Психрометрическая таблица

Показания сухого термо-метра, ^оС	Разность показаний сухого и влажного термометров
	100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100						- -	- - -	- - - -	- - - - -	- - - - - - -

 

 

Рисунок Б.1 - Диаграмма равновесной влажности древесины

 

Владимир Николаевич Ермолин

 

Физика древесины

Методические указания к выполнению лабораторных

работ

 

 

Отв. редактор доц. Д.Н. Деревянных

 

Редактор РИЦ

 

Подписано в печать. Формат 60х84 1/16

Усл.печ.л.. Тираж 150 экз. Изд. №

Заказ №

 

Редакционно-издательский цент СибГТУ

660049, г.Красноярск, 82

Факс [phone]

Телефон [phone]