Mehanička Svojstva Drva: što Ima? Što Je čvrstoća, O čemu Ovisi I Po čemu Se Razlikuje Od Elastičnosti? Koja Su Druga Svojstva Mehanička?

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-15 04:13

Drvo je prilično popularan materijal koji nalazi svoju primjenu u raznim područjima ljudskog života. Istodobno, ne zna svaka osoba da sirovine imaju niz jedinstvenih karakteristika. Danas ćemo u našem članku pobliže pogledati mehanička svojstva drva.

Osobitosti

Mehanička svojstva drva karakteriziraju cjelokupnu kvalitetu materijala i u izravnoj su proporciji s njom. Najvažniji pokazatelji mehaničke čvrstoće uključuju sposobnost stabla da podnese opterećenja i statičkog i dinamičkog tipa.

Za to kako bi se utvrdila mehanička svojstva koja materijal posjeduje, on se rasteže, sabija, savija i reže . Treba imati na umu da se drvo naziva anizotropnim materijalom, odnosno sirovina može imati različita svojstva ovisno o smjeru u kojem je pogođena. Ukupno postoje 2 smjera: radijalni i tangencijalni.

Što je snaga i o čemu ovisi?

Najvažnija mehanička značajka drveta je njegova čvrstoća. Karakteristike čvrstoće imaju izravan utjecaj na to kako i na kojoj razini materijal može odoljeti i oduprijeti se neželjenim lomovima.

Vrijedno je napomenuti činjenicu da postoji izravan odnos između čvrstoće i smjera utjecaja na drvo. Dakle, čvrstoća sirovine povećava se 20 puta kada je udar duž vlakana, nego ako se pritisne poprečno.

Srednju (tzv. "Srednju") klasu zauzimaju četinjače . Veće stope karakteristične su, na primjer, za brezu - zato se od nje vrlo često izrađuju različite potporne i potporne konstrukcije, kao i elementi za koje je važna povećana otpornost na trošenje.

Zanimljivo je. Pokazatelji dopuštene čvrstoće i njezinih granica (i minimalnih i maksimalnih) ne mogu se samostalno odrediti kod kuće. Takvi se postupci provode isključivo u laboratorijskim uvjetima. Istodobno, pokusi i pokusi provode se isključivo na temelju važećih državnih propisa.

Valja napomenuti da na razinu čvrstoće i elastičnosti utječe razina vlage . Dakle, kada se navlaži, unutar drveta se javljaju specifične reakcije koje smanjuju njegovu čvrstoću. Štoviše, ova odredba je relevantna samo ako se razina vlage podigne na 25%. Daljnje vlaženje ne razlikuje se po značajnim reakcijama i ne utječe na pokazatelje čvrstoće. Stručnjaci to razumiju.

Za to da biste usporedili pokazatelje čvrstoće različitih stijena, morate se pobrinuti da su njihovi pokazatelji vlage identični - samo u ovom slučaju moguće je govoriti o objektivnom i nepristranom rezultatu.

Osim vlage, pri mjerenju čvrstoće važno je obratiti pozornost i na prirodu i trajanje opterećenja . Na primjer, statička opterećenja su konstantna. Osim toga, karakterizira ih sporo i postupno povećanje. S druge strane, dinamička opterećenja su relativno kratka. Na ovaj ili onaj način, oba tereta mogu uništiti drvo.

Također treba imati na umu da se pokazatelji čvrstoće, njegove granice i granice razlikuju ovisno o specifičnoj vrsti deformacije

Istezanje . Ako govorimo o vlačnoj čvrstoći drveta, tada je ovaj pokazatelj 1.300 kgf / cm2 (a ovaj je parametar relevantan za sve sorte). U takvoj je situaciji unutarnja struktura drva od odlučujuće važnosti. Ako su vlakna pravilno raspoređena i strukturirana, tada se povećava čvrstoća (i obrnuto). Čvrstoća se razlikuje ovisno o tome je li drvo rastegnuto uzduž ili poprijeko. U prvom slučaju pokazatelj je prilično velik, au drugom je 20 puta manji i iznosi 65 kgf / cm2. Zbog tih mehaničkih svojstava drvo se rijetko koristi za izradu proizvoda koji djeluju u poprečnoj napetosti.

Kompresija . Kao i svaki drugi utjecaj na drvo, može se izvršiti i u uzdužnom i poprečnom smjeru. Ako govorimo o kompresiji duž vlakana, tada je vrijedno napomenuti da će se u ovom slučaju stijena skratiti (tako će se proces deformacije očitovati izvana). Također treba imati na umu da se čvrstoća drva, koja se ne sabija uzduž, nego poprijeko, značajno smanjuje, točnije 8 puta. U laboratorijskim uvjetima stablo se komprimira u radijalnom i tangencijalnom smjeru. Tijekom provođenja takvih pokusa znanstvenici su sa sigurnošću utvrdili da tlačna čvrstoća različitih stijena nije ista. Dakle, stijene s jezgrenim zrakama odlikuju se većim pokazateljima pri radijalnoj kompresiji. S druge strane, četinjače pokazuju prilično visoke vrijednosti čvrstoće čak i pri tangencijalnoj kompresiji.

Statičko savijanje . Posebnost ove vrste udara, poput statičkog savijanja, jest da različiti slojevi drva primaju različite učinke, naime, gornji slojevi drva primaju tlačno naprezanje, a donji - istezanje uz vlakna. Između gornjeg i donjeg sloja nalazi se poseban sloj koji ne doživljava nikakav pritisak. Tradicionalno se ovaj sloj naziva neutralnim. U početku, uništavanje materijala započinje u donjoj rastegnutoj zoni, u vezi s kojom se kidaju ekstremna drvena vlakna. Postoji prosječan indeks jakosti, koji je tipičan za veliki broj vrsta drveća, on iznosi 1.000 kgf / cm2 (iako mogu postojati odstupanja od ovog pokazatelja ovisno o jedinstvenim pokazateljima svake pojedine vrste, kao i o razini vlaga).

Pomicanje . U osnovi, smicanje je deformacija, koja je pomak jednog dijela u odnosu na drugi. Postoji nekoliko različitih vrsta smicanja: smicanje (može se pojaviti u bilo kojem smjeru) i smicanje. U ovom je slučaju posebno važno pratiti koliko drvo ostaje čvrsto. Dakle, usitnjavanje negativno utječe na pokazatelje čvrstoće, stijena ostaje jača tijekom poprečnog usitnjavanja.

Kao što smo vidjeli, čvrstoća je najvažnija mehanička karakteristika drva. Istodobno, različiti utjecaji mogu utjecati na njegovu razinu. Sve ove čimbenike treba uzeti u obzir tijekom rada materijala kako se ne bi narušio njegov integritet.

Ostala osnovna mehanička svojstva

Osim čvrstoće, drvo karakteriziraju i druga mehanička i fizičko-mehanička svojstva. Pogledajmo pobliže glavne.

Tvrdoća

Prije svega, potrebno je reći o takvoj značajci prirodnog materijala kao što je tvrdoća. Tvrdoća je jedna od najvažnijih značajki materijala i sposobnost je sirovine da se odupre u odnosu na prodiranje u čvrsto tijelo određenog oblika . Razlikovati krajnju i bočnu tvrdoću (ovisno o strani materijala koji je zahvaćen). Krajnja tvrdoća veća je u smislu svojih performansi.

Važno. Valja napomenuti ovu činjenicu: unatoč činjenici da se neke vrste drva odlikuju povećanom razinom tvrdoće, ovaj materijal je i dalje inferiorniji po tim karakteristikama u odnosu na takve sirovine kao, na primjer, metal.

Ovisno o pokazateljima tvrdoće, građevinski materijal poput drva podijeljen je u 3 glavne skupine:

• mekani (na primjer, bor, smreka, cedar, jela, lipa, jasika, joha, kesten itd.);
• čvrsta;
• ekstra teško.

Sukladno tome, pri proizvodnji određenih proizvoda vrlo je važno uzeti u obzir takav parametar kao što je tvrdoća. Na primjer, poželjno je izraditi ukrasne elemente od mekih sorti, a samo posebno tvrde sorte pogodne su za stvaranje potpornih struktura.

Tvrdoća drva kritična je tijekom nanošenja i obrade materijala . Ovisno o vašim specifičnim potrebama i opsegu primjene drva, jedna ili druga opcija može biti najrelevantnija i najprikladnija.

Jačina udarca

Još jedna važna karakteristika koja se razlikuje između pojedinih vrsta drva (na primjer, javora i smreke) je udarna čvrstoća. Ovo svojstvo označava i određuje sposobnost materijala da apsorbira dinamička opterećenja . Istodobno, što je veća udarna čvrstoća, manje ćete oštećenja i narušavanja integriteta primijetiti na drvetu u procesu primjene ovih vrlo dinamičkih opterećenja. Općenito, možemo reći da je za većinu pasmina ovaj pokazatelj na prilično visokoj razini.

Otpornost na habanje

Posebnu pozornost treba posvetiti otpornosti na trošenje, jer upravo ovaj parametar određuje je li drvo sposobno odoljeti u odnosu na dugotrajna opterećenja trenjem. Ovisno o tome koliko je visoka otpornost na trošenje, mogući vijek trajanja materijala značajno će se razlikovati . Na razinu otpornosti na trošenje odlučujuće utječu smjer rezanja i jedinstvene karakteristike svake pojedine vrste drva. Treba imati na umu da je visoka otpornost na habanje karakteristična za krajnje površine. Što se tiče otpornosti na trošenje, suho i mokro drvo razlikuju se - prvo ima višu razinu.

Sposobnost držanja metalnih nosača

Kao što je gore spomenuto, drvo je jedan od najpopularnijih, rasprostranjenih i najtraženijih materijala koji se koristi za izradu namještaja, ukrasnih elemenata i velikog broja drugih proizvoda. U skladu s tim, pri obradi se u nju zabija veliki broj pričvršćivača, najčešće - metala . Stoga je takav pokazatelj kao sposobnost držanja metalnih pričvršćivača od iznimne važnosti. Tako, na primjer, čavli mogu rezati ili odvojiti vlakna stabla, a vijci mogu uhvatiti vlakna.

Sposobnost savijanja

Kako bi se stvorili funkcionalni i estetski ugodni proizvodi, drvo se mora presavijati. S tim u vezi, sposobnost savijanja je još jedno važno mehaničko svojstvo drveta. Imajte na umu da različite pasmine imaju različite razine sposobnosti savijanja . Tako, na primjer, što se tiče četinjača, vrijedi pravilo da se pri savijanju igle moraju navlažiti, ali se suho drvo praktički ne savija (a kad se primijeni visoki tlak, uopće se može slomiti).

Deformabilnost

Karakteristike deformacije također su bitne. Oni utječu na to koliko se brzo (ako uopće) vrste drveća oporave od kratkotrajnog dinamičkog utjecaja. U kombinaciji s deformabilnošću, takva karakteristika kao model elastičnosti također igra važnu ulogu.

Zbog činjenice da se drvo koristi u različitim sferama ljudskog života i jedan je od najtraženijih materijala, vrlo je važno detaljno upoznati sva njegova svojstva. U skladu s tim, prije uporabe materijala za izradu određenih proizvoda (na primjer, namještaja, ukrasnih elemenata itd.) treba pažljivo ispitati sva kemijska, fizikalna i mehanička svojstva. Tek tada će vaš proizvod biti izdržljiv i pouzdan. Upamtite da su različite vrste drva prikladne za različite namjene. Osim toga, neke stijene se uopće ne mogu izložiti, inače će se jednostavno srušiti. Ovo znanje posebno je važno za profesionalne ormare i druge predstavnike građevinske industrije.