Mechaninės Medienos Savybės: Ką Ji Turi? Kas Yra Stiprumas, Nuo Ko Jis Priklauso Ir Kuo Jis Skiriasi Nuo Elastingumo? Kokios Kitos Savybės Yra Mechaninės?

2024 Autorius: Beatrice Philips | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-15 04:15

Mediena yra gana populiari medžiaga, kuri pritaikoma įvairiose žmogaus gyvenimo srityse. Tuo pačiu metu ne kiekvienas žmogus žino, kad žaliavos turi daugybę unikalių savybių. Šiandien mūsų straipsnyje mes atidžiau pažvelgsime į medžio mechanines savybes.

Ypatumai

Mechaninės medienos savybės apibūdina bendrą medžiagos kokybę ir yra jai tiesiogiai proporcingos. Svarbiausi mechaninio stiprumo rodikliai yra medžio gebėjimas atlaikyti tiek statinio, tiek dinaminio tipo apkrovas.

Už tai norint nustatyti medžiagos mechanines savybes, ji ištempiama, suspaudžiama, sulenkiama ir pjaunama . Reikėtų nepamiršti, kad mediena vadinama anizotropine medžiaga, atitinkamai žaliava gali turėti skirtingas savybes, priklausomai nuo jos poveikio krypties. Iš viso yra 2 kryptys: radialinė ir tangentinė.

Kas yra stiprybė ir nuo ko ji priklauso?

Svarbiausia medžio mechaninė savybė yra jos stiprumas. Stiprumo charakteristikos turi tiesioginės įtakos tam, kaip ir kokiu lygiu medžiaga gali atsispirti ir atsispirti nepageidaujamiems lūžiams.

Verta paminėti faktą, kad yra tiesioginis ryšys tarp stiprumo ir poveikio medienai krypties. Taigi žaliavos stiprumas padidėja 20 kartų, kai smūgis vyksta išilgai pluoštų, nei tuo atveju, jei slėgis yra taikomas skersai.

Vidurinę (vadinamąją „tarpinę“) klasę užima spygliuočiai . Didesni rodikliai būdingi, pavyzdžiui, beržui - todėl iš jo labai dažnai gaminamos įvairios atraminės ir atraminės konstrukcijos, taip pat elementai, kuriems svarbu padidinti atsparumą dilimui.

Tai yra įdomu. Namuose negalima savarankiškai nustatyti leistino stiprumo rodiklių ir jų ribų (tiek minimalių, tiek maksimalių). Tokios procedūros atliekamos tik laboratorinėmis sąlygomis. Tuo pačiu metu eksperimentai ir eksperimentai atliekami tik remiantis galiojančiomis valstybės taisyklėmis.

Reikėtų pažymėti, kad stiprumo ir elastingumo lygiui įtakos turi drėgmės lygis . Taigi, sudrėkinus, medienos viduje atsiranda specifinių reakcijų, kurios sumažina jos stiprumą. Be to, ši nuostata aktuali tik tuo atveju, jei drėgmės lygis pakyla iki 25%. Tolesnis drėkinimas nesiskiria jokiomis reikšmingomis reakcijomis ir neturi įtakos stiprumo rodikliams. Ekspertai tai supranta.

Už tai norėdami palyginti skirtingų uolienų stiprumo rodiklius, turite įsitikinti, kad jų drėgmės rodikliai yra vienodi - tik šiuo atveju galima kalbėti apie objektyvų ir nešališką rezultatą.

Be drėgmės, matuojant stiprumą, taip pat svarbu atkreipti dėmesį į apkrovų pobūdį ir trukmę . Pavyzdžiui, statinės apkrovos yra pastovios. Be to, jiems būdingas lėtas ir laipsniškas augimas. Kita vertus, dinaminės apkrovos yra palyginti trumpos. Vienaip ar kitaip abi apkrovos gali sunaikinti medieną.

Taip pat reikia nepamiršti, kad stiprumo rodikliai, jo ribos ir ribos skiriasi priklausomai nuo konkretaus deformacijos tipo

Tempimas . Jei mes kalbame apie medienos tempimo stiprumą, tada šis rodiklis yra 1300 kgf / cm2 (ir šis parametras yra svarbus visoms veislėms). Esant tokiai situacijai, lemiamą reikšmę turi vidinė medienos struktūra. Jei pluoštai yra tinkamai išdėstyti ir struktūrizuoti, stiprumas padidėja (ir atvirkščiai). Stiprumas skiriasi priklausomai nuo to, ar mediena yra ištempta išilgai ar skersai. Pirmuoju atveju rodiklis yra gana didelis, o antruoju - 20 kartų mažesnis ir siekia 65 kgf / cm2. Būtent dėl šių mechaninių savybių mediena retai naudojama kuriant produktus, kurie veikia skersine įtampa.

Suspaudimas . Kaip ir bet koks kitas poveikis medienai, jį galima atlikti tiek išilgine, tiek skersine kryptimis. Jei mes kalbame apie suspaudimą išilgai pluoštų, verta paminėti, kad šiuo atveju uoliena bus sutrumpinta (taip deformacijos procesas pasireikš išorėje). Taip pat reikėtų nepamiršti, kad medienos, kuri suspaudžiama ne išilgai, o skersai, stiprumas yra žymiai sumažintas, ypač 8 kartus. Laboratorinėmis sąlygomis medis suspaudžiamas radialine ir tangentine kryptimis. Vykdydami tokius eksperimentus, mokslininkai neabejotinai nustatė, kad skirtingų uolienų gniuždymo jėga nėra vienoda. Taigi uolienos su šerdies spinduliais išsiskiria aukštesniais rodikliais esant radialiniam suspaudimui. Kita vertus, spygliuočiai rodo gana dideles stiprumo vertes net esant tangentiniam suspaudimui.

Statinis lenkimas . Išskirtinis tokio tipo smūgio bruožas, pavyzdžiui, statinis lenkimas, yra tas, kad skirtingi medienos sluoksniai gauna skirtingus efektus, būtent, viršutiniai medienos sluoksniai patiria gniuždymo įtampą, o apatiniai - tempimą išilgai pluoštų. Tarp viršutinio ir apatinio sluoksnių yra specialus sluoksnis, kuris nepatiria jokio spaudimo. Tradiciškai šis sluoksnis vadinamas neutraliu. Iš pradžių medžiagos sunaikinimas prasideda apatinėje ištemptoje zonoje, dėl kurios kraštiniai medienos pluoštai yra suplyšę. Yra vidutinis stiprumo indeksas, būdingas daugeliui medžių rūšių, jis yra 1000 kgf / cm2 (nors gali būti nukrypimų nuo šio rodiklio, atsižvelgiant į unikalius kiekvienos rūšies rodiklius, taip pat nuo drėgmės).

Pamaina . Iš esmės šlytis yra deformacija, tai yra vienos dalies poslinkis kitos atžvilgiu. Yra keli skirtingi kirpimo tipai: kirpimas (gali atsirasti bet kuria kryptimi) ir kirpimas. Šiuo atveju ypač svarbu stebėti, koks stiprus medis išlieka. Taigi, skaldymas išilgai neigiamai veikia stiprumo rodiklius, uoliena išlieka stipresnė skersinio skaldos metu.

Kaip matėme, stiprumas yra svarbiausia medžio mechaninė savybė. Tuo pačiu metu įvairios įtakos gali turėti įtakos jo lygiui. Naudojant medžiagą reikia atsižvelgti į visus šiuos veiksnius, kad nebūtų pažeistas jos vientisumas.

Kitos pagrindinės mechaninės savybės

Be stiprumo, medienai taip pat būdingos kitos mechaninės ir fizikinės-mechaninės savybės. Pažvelkime atidžiau į pagrindinius.

Kietumas

Visų pirma, reikia pasakyti apie tokią natūralios medžiagos savybę kaip kietumas. Kietumas yra viena iš svarbiausių medžiagos savybių ir yra žaliavos gebėjimas atsispirti tam tikros formos kieto kūno įsiskverbimui . Atskirkite galinį ir šoninį kietumą (priklausomai nuo paveiktos medžiagos pusės). Galutinis kietumas yra didesnis pagal jo našumą.

Svarbu. Reikėtų pažymėti šį faktą: nepaisant to, kad kai kurios medienos rūšys pasižymi padidėjusiu kietumu, ši medžiaga vis dar yra prastesnė šiomis savybėmis nei tokios žaliavos, kaip, pavyzdžiui, metalas.

Priklausomai nuo kietumo rodiklių, tokia statybinė medžiaga kaip mediena yra suskirstyta į 3 pagrindines grupes:

• minkštas (pavyzdžiui, pušis, eglė, kedras, eglė, liepa, drebulė, alksnis, kaštonas ir kt.);
• kietas;
• ypatingai sunkus.

Atitinkamai, gaminant tam tikrus produktus, labai svarbu atsižvelgti į tokį parametrą kaip kietumas. Pavyzdžiui, pageidautina dekoratyvinius elementus gaminti iš minkštų veislių, o atraminėms konstrukcijoms sukurti tinka tik ypač kietos veislės.

Medienos kietumas yra labai svarbus taikant ir apdorojant medžiagą . Atsižvelgiant į jūsų konkrečius poreikius ir medienos taikymo sritį, vienas ar kitas variantas gali būti tinkamiausias ir tinkamiausias.

Smūgio stiprumas

Kita svarbi savybė, kuri skiriasi tarp tam tikrų medienos rūšių (pavyzdžiui, klevo ir eglės), yra atsparumas smūgiams. Ši savybė žymi ir nustato medžiagos gebėjimą sugerti dinamines apkrovas . Tuo pačiu metu, kuo didesnis smūgio stipris, tuo mažiau žalos ir vientisumo pažeidimų pastebėsite ant medžio, kai taikomos šios labai dinamiškos apkrovos. Apskritai galime pasakyti, kad daugumos veislių šis rodiklis yra gana aukštas.

Atsparumas dilimui

Ypatingas dėmesys turėtų būti skiriamas atsparumui dėvėjimuisi, nes būtent šis parametras lemia, ar mediena gali atlaikyti ilgesnes trinties apkrovas. Priklausomai nuo to, koks didelis atsparumas dilimui, galimas medžiagos tarnavimo laikas labai skirsis . Atsparumo dilimui lygį lemia pjovimo kryptis ir unikalios kiekvienos medienos rūšies savybės. Reikėtų nepamiršti, kad galiniams paviršiams būdingas didelis atsparumas dilimui. Kalbant apie atsparumą dilimui, skiriasi sausa ir šlapia mediena - pirmoji turi aukštesnį lygį.

Galimybė laikyti metalinius laikiklius

Kaip minėta aukščiau, mediena yra viena populiariausių, plačiausiai paplitusių ir paklausiausių medžiagų, naudojama baldams, dekoratyviniams elementams ir daugybei kitų gaminių kurti. Atitinkamai, jį apdorojant, į jį įkišama daugybė tvirtinimo detalių, dažniausiai - metalinės . Todėl toks rodiklis, kaip galimybė laikyti metalines tvirtinimo detales, yra nepaprastai svarbus. Taigi, pavyzdžiui, nagai gali nupjauti ar perkelti medžio pluoštus, o varžtai gali sugauti pluoštus.

Gebėjimas sulenkti

Norint sukurti funkcionalius ir estetiškus gaminius, medis turi būti sulankstytas. Šiuo atžvilgiu gebėjimas sulenkti yra dar viena svarbi medžio mechaninė savybė. Atminkite, kad skirtingų veislių lenkimo galimybės yra skirtingos . Taigi, pavyzdžiui, kalbant apie spygliuočius, galioja taisyklė, kad lenkiant adatas reikia sudrėkinti, tačiau sausas medis praktiškai nesulenkia (o kai taikomas didelis slėgis, jis gali visai lūžti).

Deformuotumas

Deformacijos charakteristikos taip pat yra svarbios. Jie turi įtakos tam, kaip greitai (jei apskritai) medžių rūšys atsigauna po trumpalaikio dinaminio poveikio. Kartu su deformacija tokia savybė kaip elastingumo modelis taip pat atlieka svarbų vaidmenį.

Atsižvelgiant į tai, kad mediena naudojama įvairiose žmogaus gyvenimo srityse ir yra viena paklausiausių medžiagų, labai svarbu išsamiai žinoti visas jos savybes. Atitinkamai, prieš naudodami medžiagą tam tikriems gaminiams kurti (pavyzdžiui, baldams, dekoratyviniams elementams ir kt.) reikia atidžiai ištirti visas chemines, fizines ir mechanines savybes. Tik tada jūsų produktas bus patvarus ir patikimas. Atminkite, kad skirtingos medienos rūšys tinka įvairiems tikslams. Be to, kai kurių uolienų apskritai negalima atidengti, kitaip jos tiesiog sugrius. Šios žinios ypač aktualios profesionaliems baldininkams ir kitiems statybos pramonės atstovams.