Файл: Materialoznavstvo_2013_pravl_1.doc

До фізико-механічних властивостей відносять: об'ємну вагу, питому вагу, середню густину, вологість, граничну міцність за стискання, граничну міцність за розтягування, граничну міцність за статичного згинання, граничну міцність за сколювання, граничну міцність за кручення, модуль пружності за розтягування та стискання, модуль зсуву за кручення. Фізико-механічні властивості деревини визначають на малих зразках без дефектів. Розміри зразків стандартизовані для різних випробувань. Випробування проводять за температури 20 ^оС.

6.3.1. Визначення вологості деревини прискореним методом

Вологість – це фізичний фактор, який впливає на міцність, середню густину та інші властивості деревини. За ступенем вологості розрізняють мокру (вологість більше, ніж у свіжозрубаної деревини), свіжозрубану (вологість 35 % і більше), порівняно суху (вологість – 15–18 %).

Стандартна вологість деревини – 12 %. Для визначення вологості деревини в даній роботі буде використаний електровологомір ЕВ-2М. Для визначення беруться зразки деревини розміром 20х20х300 мм та 20х20х30 мм.

Проведення досліду. Прилад приводять у робочий стан. Зразок установлюють торцевим зрізом уверх, у торець зразка занурюють голки-електроди електровологоміра. За шкалою-різницею потенціалів двох електродів заміряють вологість деревини у відсотках, за таблицею до вологоміра знаходять вологість деревини.

6.3.2. Визначення середньої густини деревини

Середня густина навіть однієї породи дерева не є величиною постійною, вона залежить від вологості й об’єму пор. Для її визначення необхідно мати зразки деревини розміром 20х20х30 мм із прямими кутами і гладкою поверхнею, штангенциркуль, технічні ваги.

Проведення досліду. Зразок зважують із точністю до 0,01 г, розміри заміряють штангенциркулем, визначають об’єм із точністю до 0,01 см³(V, см³). Середню густину за даної вологості визначають за формулою:

, г/см³.

Визначену середню густину перераховують до стандартної вологості (12 %) за формулою:

де: – середня густина за вологості 12 %,

– середня густина за наявної вологості,

– вологість зразка деревини,

– коефіцієнт об’ємного усушування, який для берези, бука та ялиці дорівнює 0,6, а для інших порід – 0,5.

6.3.3. Визначення граничної міцності за стискання

Волокниста будова деревини надає їй високої механічної міцності, особливо за стискання та розтягування. Причому міцність деревини в різних напрямках неоднакова: вздовж волокон вона у 10 разів більше, ніж упоперек. На механічні властивості деревини впливають вологість, середня густина, умови вирощування, розміщення по висоті і товщині стовбура, температура.

У даній роботі необхідно визначити граничну міцність за стискання вздовж волокон. Для цього необхідно мати стандартний зразок розміром 20х20х30 мм, штангенциркуль і прес Р-5.

Проведення досліду. Заміряють штангенциркулем із точністю 0,1 мм поперечний розріз зразка (а – ширину, b – довжину).

Встановлюють зразок по середині плити преса. Силу необхідно прикладати вздовж волокон. Навантажують зразок до руйнування. За шкалою визначають максимальне навантаження.

Гранична міцність за стискання R_ст за даної вологості зразка з точністю 0,1 Мпа визначають за формулою:

, МПа.

Визначену міцність перераховують до стандартної вологості за формулою:

де – поправковий коефіцієнт на вологість, що дорівнює 0,04 на 1 % вологості.

Наведена формула справедлива для деревини з вологістю до 30 %. Якщо вологість деревини перевищує гігроскопічну (30 %), перерахунок ведеться за формулою:

де – поправковий коефіцієнт за вологості 30 % і більше для дуба, вільхи – 1,84, для бука, сосни – 2,33, для осики, ялини, тополі – 2,24, для берези і ялиці – 2,5.

6.3.4. Визначення граничної міцності за згинання

Для випробування має бути зразок розміром 20х20х300 мм, штангенциркуль, прес Р-5.

Проведення досліду. Заміряють посередині розміри зразка з точністю до 0,1 мм, ширину (b) – за радіальним напрямком і висоту (h) за тангенціальним. Встановлюють зразок на дні опори, відстань між ними – 24 см, і навантажують двома силами. Зусилля необхідно спрямувати по дотичній до річних кілець (тангенціальний згин). Навантаження ведуть до руйнування зразка.

За шкалою визначають максимальне навантаження. Визначають граничну міцність за згинання R_зг за даної вологості зразка з точністю до 0,1 МПа за формулою:

де: F – руйнуюча сила, Н,

l = 24 см – відстань між опорами,

b, h – ширина і висота зразка, см.

Визначену міцність перераховують до стандартної – 12 % вологості за формулою:

де – поправковий коефіцієнт на вологість, що дорівнює 0,04 на 1 % вологості.

Проаналізувати одержані дані і з’ясувати, як змінюється міцність деревини залежно від вологості.

Ознайомитися з основними групами дефектів деревини, замалювати деякі із них, дати коротку характеристику впливу їх на властивості деревини.

6.4. Контрольні запитання для захисту роботи

1. Що таке деревина?

2. Які породи деревини ви знаєте?

3. Наведіть приклади використання деревини в переробній промисловості.

4. Назвіть основні механічні властивості деревини.