5) Диаграммы сжатия древесины

Древесина имеет выраженную волокнистую структуру строения, поэтому она относится к анизотропным материалам, проявляющим различные механические характеристики в разных направлениях силового воздействия. Диаграммы сжатия древесины приведены на рисунке 28,б.

Деформация ε сжатия образца древесины вдоль волокон (верхняя диаграмма на рисунке 28,б) до напряжения, составляющего 40÷50% от предела прочности σ_в^в, происходит почти по линейной (пропорциональной) зависимости от σ. При дальнейшем увеличении

напряжения сжатия рост деформации опережает рост напряжения, диаграмма искривляется, т. е. материал переходит в упругопластическую стадию работы. При напряжении σ_в^в происходит потеря местной устойчивости целых групп волокон древесины с образованием характерной складки или обмятия торцов образца с появлением продольных трещин, образец разрушается.

В начальной стадии сжатия образца из древесины поперек волокон наблюдается почти пропорциональная зависимость между напряжением σ и деформацией ε. Затее диаграмма быстро искривляется, т. е. рост деформаций опережает рост напряжений и образец как бы спрессовывается (уплотняется). Разрушающее напряжение (временное сопротивление σ_в^п) при сжатии древесины поперек волокон определяется условно при уменьшении длины образца на 1/3 его первоначальной длины.

Из сравнения диаграмм деформирования на рисунке 28,б следует, что прочность при сжатии древесины вдоль волокон значительно больше ее прочности поперек волокон (обычно в 7÷12 раз). Прочностные характеристики древесины при растяжении вдоль волокон примерно такие же, что и при сжатии. Растяжению поперек волокон древесина сопротивляется очень плохо.

Контрольные вопросы:

1) Объясните понятия абсолютной продольной и абсолютной поперечной деформаций стержня при его центральном растяжении и/или сжатии. Единицы их измерения?

2) Объясните понятия относительной продольной и относительной поперечной деформаций стержня при центральном растяжении и/или сжатии. Единицы их измерения?

3) Что такое коэффициент Пуассона материала? Какова его величина для некоторых материалов? Как определяется коэффициент Пуассона?

4) Что выражает закон Гука? При каких видах деформаций материалов можно применять закон Гука? При каких нельзя?

5) Запишите закон Гука в двух видах и поясните все параметры, входящие в выражения закона Гука.

6) Что такое модуль упругости материала, каковы единицы его измерения и значения для некоторых материалов? Где приводятся значения модулей упругости для разных материалов?

7) Что такое жесткость сечения стержня при его центральном растяжении и/или сжатии? Каковы единицы измерения этого параметра жесткости?

8) Для чего проводятся испытания образцов из разных материалов на центральное растяжение и сжатие? Какие характеристики прочности и пластичности материалов выявляют при испытаниях и где инженер (или бакалавр) может их найти?

9) Чем отличаются диаграммы деформирования низкоуглеродистых сталей и сталей повышенной и высокой прочности? Что такое физический и условный пределы текучести?

10) Объясните различие условных и истинных диаграмм деформирования материалов.

11) Каково примерно соотношение между прочностными характеристиками хрупких материалов при сжатии и растяжении?

12) Каково примерно соотношение между прочностными характеристиками древесины при сжатии вдоль ее волокон и поперек волокон?

ГЛОССАРИЙ

	Продольная деформация	Longitudinal deformation
	Поперечная деформация	Cross-section deformation
	Относительная деформация	Relative deformation
	Диаграмма растяжения материала	The diagram of a stretching of a material
	Диаграмма сжатия материала	The diagram of compression of a material
	Предел пропорциональности	A limit of proportionality
	Предел упругости	A limit of elasticity
	Предел текучести материала	A limit of fluidity of a material
	Предел прочности материала	Strength of a material

Рекомендуемая литература

1. Александров А.В. и др. Сопротивление материалов. Учебник для вузов – М.: Высш. шк., 2001. – 560 с. (с. 48…55; 57…63; 69…84; 86…91).

2. Степин П.А. Сопротивление материалов. – М.: Высш. школа, 1983. – 303 с. (с. 22…26; 26…41).

3. Справочник по сопротивлению материалов/Писаренко Г.С. и др. – Киев: Наукова думка, 1988. – 737с. (с. 140…152; 616…653).

Контрольные задания для СРС.

1) Построение эпюр перемещений поперечных сечений стержней при центральном растяжении-сжатии с учетом их собственного веса и переменности размеров сечений ([1], с. 57-63; [2], с. 22-26; [3], 178-180).

2) Общие сведения о материалах, широко применяемых в различных конструкциях ([1], с. 69-71, 88; [2], с. 22-23; 27-28; [3], 151-152; 616-653).

3) Влияние разных факторов (температуры, предварительной термической обработки, скорости деформирования и др.) на механические характеристики материалов ([1], с. 89-91; [2], с. 33-36).

Лекция 8. Тема 6. «Центральное растяжение-сжатие прямых жестких стержней»

Цель лекции – рассмотреть методику выбора допускаемых напряжений (расчетных сопротивлений) для расчетов на прочность стержней при центральном растяжении и сжатии, изложить условия статической прочности и жесткости стержней при центральном растяжении и сжатии, дать общее понятие о статически неопределимых системах и методах их расчетов.

План лекции (курсивом – материалы для СРС)

1. Выбор основных допускаемых напряжений (расчетных сопротивлений) для расчетов на прочность стержней.

2. Условия статической прочности стержней при центральном растяжении и сжатии.

3. Условия жесткости стержней при центральном растяжении и сжатии.

4. Понятие о статически неопределимых системах и методах их расчетов.