Вопрос 12.

Зависимость прочности и деформативности древесины от различных факторов.

Механические свойства древесины изучается на основе реологии - науки об изменении свойств вещества во времени под действием тех или иных факторов.

Свойство последействия (ползучести) - рост деформации в течение некоторого времени по­сле приложения нагрузки. Реологические свойства древесины учитываются при назначении расчетных сопротивлений. Под действием постоянной нагрузки, непосредственно после ее при­ложения в древесине появляются упругие деформации, а с течением времени развиваются эла­стические и остаточные деформации. Упругие и эластические обратимы - исчезают после сня­тия нагрузки в течение малого (упругие) и более или менее длительного (эластические) про­межутка времени. Остаточные деформации, являющиеся необратимой частью общих деформа­ций, остаются и после снятия нагрузки. Прочность сортамента зависит от прочности древе­сины и размера пороков (сучков), ослабляющих сечение. Предел прочности определяют испы­танием стандартных образцов из чистой древесины. Испытания показывают значительный раз­брос показателей прочности даже для одной и той же породы древесины. Это объясняется не­однородностью древесины, связанной с особенностями анатомического строения. У хвойных пород: прочность поздней древесины, в 2-3 раза выше, чем у ранней древесины. Абсолютное значение ши­рины годовых слоев также влияет на прочность: как слишком узкие так и слишком широкие годовые слои понижают прочность древесины. Кроме того, прочность древесины в силу ее рео­логии в значительной мере зависит от скорости приложения нагрузки или продолжительности ее действия.

При повышении влажности древесины от нулевой до точки насыщения волокон ее проч­ность уменьшается, деформативность увеличивается и модуль упругости снижается. В наи­меньшей степени влажность влияет на ударную прочность древесины и на прочность при рас­тяжении вдоль волокон. В других случаях влияние влажности сравнительно велико (при ее из­менении на 1% прочность меняется на 3 - 5%).

Для сравнения прочности древесины надо показатели прочности приводить к одной влаж­ности. Комиссия по стандартизации СЭВ приняла для показателей физико-механических свойств древесины стандартную влажность 12%. Приведение временного сопротивления к стандартной влажности производится по формуле:

,

a=0,04 - для сжатия вдоль волокон и изгиба;

a=0,03 - для скалывания;

W - влажность в момент испытания.

Формула действительна в пределах влажности от 8 до 23%.

Влияние температуры. С повышением температуры прочность уменьшается, с понижением - увеличивается. При большей влажности и отрицательных температурах влага в древесине за­мерзает - получается «замороженная древесина», прочность которой возрастает, но возрастает и хрупкость (сопротивление ударному изгибу понижается).

Модуль упругости при повышении температуры понижается, что приводит к увеличению деформативности ДК в жаркий период года. Пересчет предела прочности при данной темпера­туре к прочности при t = 20°C производится по формуле:

s₂₀ = s_T + b(T - 20),

b - поправочное число на температуру, зависит от породы дерева и вида напряженного со­стояния, изменяется в пределах (0,4 - 4,5) МПа.

Формула верна при температуре в пределах от 10 до 50°C. пересчет к t = 20°C производится после пересчета к влажности 12%.