Лабораторная работа № 3 Определение предела прочности древесины при растяжении вдоль волокон и скалывании.

Цель работы - изучение метода определения предела прочности древесины при растяжении вдоль волокон и скалывании.

Оборудование и материалы:

1. Испытательная машина Р-5.

2. Две стальные пробки в форме цилиндров диаметром 9,9 мм и высотой 18 мм.

3. Штангенциркуль с точностью измерения не менее 0,1 мм.

4. Образец древесины с массивными головками и тонкой рабочей частью

I. Прочность древесины при растяжение вдоль волокон

Порядок выполнения работы

Для испытаний применяют образцы древесины довольно сложной формы с массивными головками, которые зажимают в клиновидных захватах испытательной машины. В отверстия головок вставляют стальные пробки диаметром 9,9 мм и длиной на 2 мм меньше толщины головок образца. Пробки предотвращают чрезмерное смятие головок образца во время испытаний.

Заготовки для образцов получают путем выкалывания, чтобы не допустить перерезание волокон. Рабочая часть образца должна захватывать как можно больше годичных слоев, поэтому ее широкая грань совпадает с радиальным направлением. Перед испытанием измеряют толщину и ширину b рабочей части посередине его длины.

Головки образца зажимают в клиновидных захватах испытательной машины так, чтобы направление растягивающей нагрузки совпадаю с продольной осью образца. Образец нагружают равномерно с такой скоростью, чтобы разрушение образца наступило через 1,5-2 мин. Испытания

проводят до разрушения образца и по шкале силоизмерителя машины отсчитывают максимальную нагрузку.

Разрушение образца наблюдается в виде разрыва тканей. После испытания фиксируют вид разрыва образца. Древесина высокой прочности дает защепистый, длинноволокнистый, а древесина низкой прочности - гладкий разрыв.

Обработка результатов испытаний

Предел прочности древесины при влажности в момент испытаний

вычисляют по формуле:

σ _w =Р_max / ab , (7)

где Р_тax - максимальная нагрузка, H;

а,b - размеры поперечного сечения образца, см.

Предел прочности пересчитывают на влажность 12%. Для образцов с влажностью, меньшей предела гигроскопичности (W< 30%):

σ₁₂ =σ_w[1+α(W - 12)],

где а - поправочный коэффициент на влажность, равный 0,04 для всех пород:

W- влажность образца в момент испытания, %.

Предел прочности древесины на растяжение вдоль волокон слабо зависит от влажности древесины, но резко падает при малейшем отклонении волокон от направления продольной оси образца.

Определение предела прочности древесины при растяжении вдоль волокон

№ образца	Размеры поперечного сечения, мм		Максимальная нагрузка, Pmax, Н	Влажность, W, %	Предел прочности, МПа
	a	b			σw	σ12
1	15	21	25760	10,7	81,78	80,69	8,31	69,06
2	15	21	20920	10,7	66,41	65,83	-6,55	42,9
3	15	20	21580	10,7	71,93	70,62	-1,76	3,1
						72,38

Определение расчётного сопротивления

Дисперсия:

Среднее квадратическое отклонение:

Средняя квадратическая ошибка:

Коэффициент вариации:

Показатель точности испытания:

Доверительный интервал среднего арифметического:

Нормативное сопротивление материала:

Расчетный предел прочности древесины при растяжении вдоль волокон:

Рис.3.1. Характер разрушения образца при растяжении вдоль волокон