новая папка 2 / 45419

Т а б л и ц а 4 . 4

Средние нормы расхода абс. сухого связующего, %, к массе абс. сухой стружки

	Трехслойные плиты			Пятислойные плиты
Порода
	наружные	внутренний	наружные		промежуточ-	внутренний
	слои	слой	слои		ные слои	слой
Сосна, ель	13,5	9,5	14,0		13,5	10,5
Береза	14,5	10,5	14,0		14,5	11,5
Ольха, осина	15,5	11,5	14,0		15,5	12,5

Рассчитанные значения удельного расхода связующего при обработке стружки данных параметров сопоставляют со значениями прочности при изгибе и водостойкости образцов ДСП, изготовленных в лаборатории курса «Технология изготовления и отделки древесных плит», и определяют коэффициенты корреляции:

k	Pуд	и k S	Pуд	.	(4.7)
	изг		S

Провести анализ полученных результатов и сделать письменные выводы:

—в каком слое древесностружечных плит может использоваться анализируемая стружка;

—каково влияние удельного расхода связующего на прочность и водостойкость плит.

Вопросы к коллоквиуму

1.Фракционный состав древесных частиц для производства ДСП.

2.Распределение связующего по профилю шероховатости древесных частиц.

3.Модель расположения частиц в ДСП.

4.Влияние размеров стружки на прочность ДСП.

5.Зависимость расхода связующего от фракционного состава древесных частиц.

Рекомендуемая литература

1.Леонович А. А. Физико-химические основы образования древесных плит. СПб.:

Химиздат, 2003. 192 с.

2.Шварцман Г. М., Щедро Д. А. Производство древесностружечных плит. 4-е изд. перераб. и доп. М.: Лесн. пром-сть, 1987. 320 с.

21

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 5

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ДРЕВЕСНЫХ ПЛИТ

Древесноволокнистые и древесностружечные плиты широко используются в производстве мебели, строительстве и т. д., то есть во всех областях, где требуется определенная прочность и долговечность материала.

Под прочностью в широком смысле слова понимают свойство тела противостоять разрушению, происходящему в результате действия внешних сил. Поскольку древесные плиты работают практически всегда под действием механических сил, то в данном случае рассматривают механическую прочность. Величина ее зависит от технологических параметров изготовления материала, химической природы связующего, породы используемой древесины.

Для количественной оценки прочности введено несколько характеристик. Одной из них является значение напряжения (σ), при котором происходит разрушение образца, называемое в соответствии с ГОСТ 4598 на ДВП и ГОСТ 10632 на ДСП пределом прочности. Предел прочности (разрушающее напряжение) можно определять при изгибе, растяжении, сжатии и т. д., и он зависит не только от условий изготовления материала, но также от температуры и длительности воздействия деформирующей силы.

Задаваясь определенными значениями напряжения (σ), можно определить длительность воздействия деформирующей силы, необходимой для разрушения образца, т. е. время, в течение которого образец находился под нагрузкой. По этим данным определяют долговечность испытываемого материала.

Цель работы:

—определить долговечность плиты при воздействии на нее различной нагрузки;

—построить график долговечности древесной плиты;

—произвести расчет допустимой нагрузки, действующей на плиту, при заданном времени ее эксплуатации.

Материалы и оборудование

Образцы древесноволокнистой или древесностружечной плиты размерами 200 50 2...20 мм; универсальная испытательная машина с ценой деления 0,1…0,5 кгс; толщиномер с ценой деления 0,1 мм; штангенциркуль с ценой деления 0,05 мм; установка для испытания образцов на долговечность; секундомер с ценой деления 0,2 с.

Порядок проведения работы

Определяют кратковременную прочность при статическом изгибе трех образцов древесной плиты. На каждый образец наносят карандашом

22

поперечную ось. По ней измеряют ширину образца, а в ее центре измеряют его толщину. Кратковременную прочность при статическом изгибе определяют путем нагружения образца с помощью испытательной машины. Образец укладывают на опоры испытательного устройства так, чтобы продольная ось образца была перпендикулярна осям опор, а поперечная ось находилась в одной вертикальной плоскости с осью ножа. Нагружение образца производят с постоянной скоростью до его разрушения. Время от начала нагружения до разрушения образца должно составлять (60 ± 20) с. Результаты заносят в табл. 5.1.

Предел прочности при изгибе образца (σизг) вычисляют по формуле, МПа:

3 P

,

(5.1)

изг 2 b h2

где Р — сила нагружения, действующая на образец в момент разрушения, Н; ℓ — расстояние между опорами испытательного устройства, м; b — ширина образца, м; h — толщина образца, м.

Результат округляют с точностью до первого десятичного знака. За результат испытания принимают среднее арифметическое значение результатов испытаний трех образцов плиты.

Определение долговечности плит проводят путем фиксирования времени разрушения образцов при приложении к ним нагрузки, меньшей, чем при определении кратковременной прочности. Уровень нагружения составляет 90, 80, 70 и 60% от кратковременной прочности. Испытания на каждом уровне проводят на трех образцах плиты.

Перед испытанием образец готовят и измеряют так же, как при определении кратковременной прочности, определяют расстояние между опорами установки для определения долговечности. В зависимости от уровня нагружения рассчитывают необходимую нагрузку, учитывая при этом и массу коромысла с чашкой. В случае невозможности подбора точно рассчитанной нагрузки, производят перерасчет уровня нагружения, исходя из имеющегося набора гирь.

Образец укладывают на опоры установки так, чтобы поперечная ось образца располагалась посередине между опорами. Нагружение образца производят путем размещения на нем коромысла с чашкой, на которой располагается груз. В момент нагружения образца включают секундомер, выключение его производят в момент разрушения образца. При длительных периодах испытания пользуются наручными часами. За результат испытания принимают среднее арифметическое значение результатов испытаний трех образцов плиты. Данные заносят в табл. 5.2.

23

На основании полученных данных строят график долговечности древесной плиты под нагрузкой в координатах lg τ — σизг, где τ — время от момента нагружения образца до его разрушения, с.

При построении графика τ при определении кратковременной прочности условно принимают за 1 с. Затем полученную на графике зависимость долговечности экстраполируют и определяют величины разрушающих напряжений плиты, находящейся под действием нагрузки в течение

10, 20 и 30 лет.

Т а б л и ц а

5 . 1

Размеры и прочность образцов древесной плиты

Номер

b,

h,

ℓ,

Уровень нагружения,

P,

σизг,

образца

мм

мм

мм

%

Н

МПа

Т а б л и ц а

5 . 2

Долговечность древесной плиты

Показатели

Уровень нагружения, %

100

90

80

70

60

σизг, МПа

τ, с

lg τ

Вопросы к коллоквиуму

1.Явление когезии. Плотность энергии когезии.

2.Кинетическая теория прочности материалов.

3.Характеристика прочности.

Рекомендуемая литература

1.Леонович А. А. Физико-химические основы образования древесных плит. СПб.: Химиздат, 2003. 192 с.

2.Поздняков А. А. Прочность и упругость композиционных древесных материалов. М.: Лесн. пром-сть, 1988. 136 с.

24