Тривалий опір деревини. Методика його визначення

Деревина – пружньопластичний матеріал. Тому її завантаження супроводжується постійним перерозподілом напруження з в’язкої міжклітинної речовини на пружну целюлозну основу. Якщо міцність пружної целюлозної основи буде перевищено, настає руйнування. Цей процес потребує часу та завершується тим швидше, чим вище рівень напруження.

Якщо серію однакових зразків завантажити різним навантаженням N, то зруйнуються вони через різні проміжки часу, причому, чим більше буде напруження в деревині, тим швидше зруйнується зразок (рис. 3.5). Перший зразок під дією навантаження N₁ зруйнується одразу (час t₁ = 0), напруження в ньому становлять σ₁ = σ_м. Другий зразок, що завантажено навантаженням N₂ < N₁ (σ₂ = 0,9σ_м) одразу не зруйнується, але зруйнується через час t₂  t₁. Третій зразок, що завантажено навантаженням N₃ < N₂ (σ₃ = 0,8σ_м) зруйнується через час t₃  t₂ і. т. ін. Зразки 5 та 6 при рівні напруження в них відповідно 0,6σ_м та 0,5σ_м не зруйнуються, як довго б навантаження не діяло (t₅ = ∞, t₆ = ∞).

Залежність „межа міцності – час до руйнування” має асимптотичний характер (рис. 3.6), який показує, що межа міцності падає не безмежно, а прямує до певної межі. Залежність, показану на рис. 3.6, називають кривою тривалого опору, а її асимптоту – межею тривалого опору σ_тр. Отже, межа тривалого опору σ_тр – найбільше напруження, що може сприймати матеріал не руйнуючись, як довго б воно не тривало.

N₁ N₂ N₃ N₄ N₅ N₆

σ₁= σ_м σ₂ = 0,9σ_м σ₃ = 0,8σ_м σ₄ = 0,7σ_м σ₅ = 0,6σ_м σ₆ = 0,5σ_м

t₁ = 0 t₂  t₁ t₃  t₂ t₄  t₃ t₅ = ∞ t₆ = ∞

Рис. 3.5. Тривалий опір деревини. Напружений стан матеріалу та час до руйнування

Коефіцієнт тривалого опору дорівнює відношенню . Його використовують для нормування розрахункових опорів деревини.

При σ ≤ σ_тр деформації з часом затухають наближаючись до деякої межі (рис. 5.10). При σ  σ_тр після деякого збільшення швидкості деформацій на ділянці а-б, настає приріст деформацій з постійною швидкістю (б-в). Далі в момент часу t₁ починається прискорене збільшення деформацій і зразок руйнується (рис. 3.7).

Рис. 3.6. Крива тривалого опору деревини Рис. 3.7. Криві деформацій деревини в часі

Пороки деревини та їх вплив на механічні властивості

Пороки – недоліки окремих ділянок деревини, що знижують її якість: сучки, тріщини, пороки форми стовбура, будови деревини, грибні, біологічні та інородні пошкодження. Пороки поділяють на допустимі та не допустимі. Обмеження вад пов’язане з видом роботи елементів. Найбільш розповсюдженими допустимими пороками є сучки – основний сортовизначаючий порок деревини.

Деревина 1-го сорту відповідає якості, за якої допускають сучки загальним діаметром на довільній ділянці завдовжки 20 см не більше як ¼ ширини пласті елемента, тобто при відстані між сусідніми ділянками з сучками см; величина косошарості – не більш як 7%. Для деревини 2-го сорту , см і косошарість до 10%. Для деревини 3-го сорту , l не обмежують, а косошарість допускають понад 12% (табл. 3.1).

Таблиця 3.1.

Визначення сортності пиломатеріалів

Сорт		l, см	Коефіцієнт пороків кпор
			Стиск	Розтяг	Згин
I	0,25	>50	0,75	0,36	0,52
II	0,33	>40	0,67	0,27	0,47
III	0,5	-	0,45	-	0,35