Aké mechanické vlastnosti má drevo?

Drevo je pomerne obľúbený materiál, ktorý nachádza svoje uplatnenie v rôznych oblastiach ľudského života. Zároveň nie každý vie, že suroviny majú množstvo jedinečných vlastností. Dnes sa v našom článku pozrieme bližšie na mechanické vlastnosti dreva.

Mechanické vlastnosti dreva charakterizujú celkovú kvalitu materiálu a sú s ňou priamo úmerné. Medzi najdôležitejšie ukazovatele mechanickej pevnosti patrí schopnosť dreva odolávať zaťaženiu statického aj dynamického typu.

Pre na určenie mechanických vlastností, ktoré materiál má, sa naťahuje, stláča, ohýba a strihá. Treba mať na pamäti, že drevo sa nazýva anizotropný materiál, respektíve surovina môže mať rôzne vlastnosti v závislosti od smeru, ktorým je ovplyvnená. Celkovo existujú 2 smery: radiálny a tangenciálny.

Najdôležitejšou mechanickou vlastnosťou dreva je jeho pevnosť. Pevnostné charakteristiky majú priamy vplyv na to, ako a na akej úrovni môže materiál odolávať a odolávať nežiaducim zlomeninám.

Strednú (tzv. „strednú“) triedu zaberajú ihličnany. Vyššie sadzby sú charakteristické napríklad pre brezu - preto sa z nej veľmi často vyrábajú rôzne nosné a nosné konštrukcie a prvky, pre ktoré je dôležitá zvýšená odolnosť proti opotrebeniu.

Treba poznamenať, že úroveň pevnosti a pružnosti je ovplyvnená úrovňou vlhkosti. Takže pri navlhčení dochádza vo vnútri dreva k špecifickým reakciám, ktoré znižujú jeho pevnosť. Okrem toho je toto ustanovenie relevantné len vtedy, ak úroveň vlhkosti stúpne na 25 %. Ďalšie navlhčenie sa nelíši v žiadnych výrazných reakciách a neovplyvňuje ukazovatele pevnosti. Odborníci tomu rozumejú.

Pre na porovnanie indikátorov pevnosti rôznych hornín sa musíte uistiť, že ich indikátory vlhkosti sú identické - len v tomto prípade možno hovoriť o objektívnom a nestrannom výsledku.

Okrem vlhkosti je pri meraní pevnosti dôležité dbať aj na charakter a trvanie zaťaženia. Napríklad statické zaťaženie je konštantné. Okrem toho sa vyznačujú pomalým a postupným nárastom.Na druhej strane sú dynamické zaťaženia relatívne krátke. Tak či onak, obe záťaže môžu drevo zničiť.

Treba mať tiež na pamäti, že ukazovatele pevnosti, jej limity a limity sa líšia v závislosti od konkrétneho typu deformácie.

• Strečing. Ak hovoríme o pevnosti dreva v ťahu, potom je tento ukazovateľ 1 300 kgf / cm2 (a tento parameter je relevantný pre všetky odrody). V takejto situácii má rozhodujúci význam vnútorná štruktúra dreva. Ak sú vlákna správne usporiadané a štruktúrované, potom sa pevnosť zvyšuje (a naopak). Pevnosť sa líši v závislosti od toho, či je drevo natiahnuté pozdĺž alebo naprieč. V prvom prípade je indikátor pomerne veľký a v druhom je 20-krát menší a predstavuje 65 kgf / cm2. Práve kvôli týmto mechanickým vlastnostiam sa drevo zriedka používa na výrobu produktov, ktoré pracujú v priečnom ťahu.

• Kompresia. Ako každý iný náraz na drevo, môže sa vykonávať v pozdĺžnom aj priečnom smere. Ak hovoríme o kompresii pozdĺž vlákien, potom stojí za zmienku, že v tomto prípade sa hornina skráti (takto sa deformačný proces prejaví vonku). Malo by sa tiež pamätať na to, že pevnosť dreva, ktoré nie je stlačené pozdĺž, ale naprieč, sa výrazne zníži, konkrétne 8-krát. V laboratórnych podmienkach je strom stlačený v radiálnom a tangenciálnom smere. V priebehu takýchto experimentov vedci s istotou zistili, že pevnosť v tlaku rôznych hornín nie je rovnaká. Horniny s jadrovými lúčmi sa teda pri radiálnej kompresii vyznačujú vyššími ukazovateľmi. Na druhej strane ihličnany vykazujú pomerne vysoké hodnoty pevnosti aj pri tangenciálnom stlačení.

• Statické ohýbanie. Charakteristickým znakom tohto typu nárazu, ako je statické ohýbanie, je to, že rôzne vrstvy dreva dostávajú rôzne účinky, konkrétne horné vrstvy dreva sú namáhané tlakom a spodné vrstvy sa tiahnu pozdĺž vlákien. Medzi hornou a spodnou vrstvou je špeciálna vrstva, ktorá nepodlieha žiadnemu tlaku. Tradične sa táto vrstva nazýva neutrálna. Spočiatku sa deštrukcia materiálu začína v dolnej napnutej zóne, v súvislosti s ktorou sú roztrhané vonkajšie vlákna dreva. Existuje priemerný index pevnosti, ktorý je typický pre veľký počet druhov stromov, je to 1 000 kgf / cm2 (zatiaľ čo môžu existovať odchýlky od tohto ukazovateľa v závislosti od jedinečných ukazovateľov každého konkrétneho druhu, ako aj od úrovne vlhkosť).

• Shift. Šmyk je v podstate deformácia, čo je posun jednej časti vo vzťahu k druhej. Existuje niekoľko rôznych typov strihov: strihanie (môže sa vyskytnúť v akomkoľvek smere) a strihanie. V tomto prípade je obzvlášť dôležité sledovať, ako silný strom zostáva. Štiepanie teda negatívne ovplyvňuje ukazovatele pevnosti, hornina zostáva silnejšia pri priečnom štiepaní.

Drevo sa okrem pevnosti vyznačuje aj ďalšími mechanickými a fyzikálno-mechanickými vlastnosťami. Pozrime sa bližšie na tie hlavné.

V prvom rade je potrebné povedať o takej vlastnosti prírodného materiálu, ako je tvrdosť. Tvrdosť je jednou z najdôležitejších vlastností materiálu a je to schopnosť suroviny odolávať vo vzťahu k prenikaniu pevného telesa určitého tvaru. Rozlišujte medzi koncovou a bočnou tvrdosťou (v závislosti od strany materiálu, ktorá je ovplyvnená). Koncová tvrdosť je z hľadiska výkonu vyššia.

V závislosti od ukazovateľov tvrdosti je stavebný materiál, akým je drevo, rozdelený do 3 hlavných skupín:

• mäkké (napríklad borovica, smrek, céder, jedľa, lipa, osika, jelša, gaštan atď.);
• pevný;
• extra ťažké.

Preto je pri výrobe určitých výrobkov veľmi dôležité brať do úvahy taký parameter, ako je tvrdosť. Napríklad je žiaduce vyrábať dekoratívne prvky z mäkkých odrôd a na vytváranie nosných štruktúr sú vhodné iba obzvlášť tvrdé odrody.

Tvrdosť dreva je rozhodujúca pri aplikácii a spracovaní materiálu. V závislosti od vašich špecifických potrieb a rozsahu použitia dreva môže byť tá alebo oná možnosť najrelevantnejšia a najvhodnejšia.

Ďalšou dôležitou charakteristikou, ktorá sa líši medzi určitými druhmi dreva (napríklad javor a smrek), je rázová húževnatosť. Táto vlastnosť určuje a určuje schopnosť materiálu absorbovať dynamické zaťaženie. Zároveň platí, že čím vyššia je rázová húževnatosť, tým menšie poškodenie a narušenie integrity spozorujete na strome v procese aplikácie týchto veľmi dynamických zaťažení. Vo všeobecnosti môžeme povedať, že pre väčšinu plemien je tento ukazovateľ na pomerne vysokej úrovni.

Osobitná pozornosť by sa mala venovať odolnosti proti opotrebovaniu, pretože práve tento parameter určuje, či je drevo schopné odolávať dlhodobému zaťaženiu trením. V závislosti od toho, aká vysoká je odolnosť proti opotrebeniu, sa možná životnosť materiálu bude výrazne líšiť. Úroveň odolnosti proti opotrebovaniu je rozhodujúcim spôsobom ovplyvnená smerom rezu a jedinečnými vlastnosťami každého konkrétneho druhu dreva. Treba mať na pamäti, že vysoká odolnosť proti opotrebovaniu je charakteristická pre koncové povrchy. Z hľadiska odolnosti proti opotrebeniu sa suché a mokré drevo líši - prvé má vyššiu úroveň.

Ako už bolo spomenuté vyššie, drevo je jedným z najobľúbenejších, najrozšírenejších a najžiadanejších materiálov, z ktorých sa vyrába nábytok, dekoratívne predmety a veľké množstvo iných produktov. V súlade s tým sa pri jeho spracovaní do neho vtláča veľké množstvo spojovacích prvkov, najčastejšie kovové. Preto je taký indikátor, ako je schopnosť držať kovové spojovacie prvky, prvoradý. Takže napríklad klince môžu rezať alebo posúvať vlákna stromu a skrutky môžu vlákna zachytiť.

Aby sa vytvorili funkčné a esteticky príjemné výrobky, drevo musí byť zložené. V tomto smere je schopnosť ohýbania ďalšou dôležitou mechanickou vlastnosťou dreva. Upozorňujeme, že rôzne plemená majú rôzne úrovne schopnosti ohýbania. Napríklad v súvislosti s ihličnanmi platí pravidlo, že pri ohýbaní je potrebné ihly navlhčiť, ale suchý strom sa prakticky neohýba (a pri vysokom tlaku sa môže úplne zlomiť).

Podstatné sú aj deformačné charakteristiky. Ovplyvňujú, ako rýchlo (ak vôbec) sa druhy stromov zotavia z krátkodobého dynamického vplyvu na ne. V kombinácii s deformovateľnosťou zohráva dôležitú úlohu aj taká charakteristika, ako je model elasticity.

Vzhľadom na to, že drevo sa používa v rôznych sférach ľudského života a je jedným z najžiadanejších materiálov, je veľmi dôležité detailne poznať všetky jeho vlastnosti. Preto pred použitím materiálu na vytvorenie určitých výrobkov (napríklad nábytku, dekoratívnych prvkov atď.) všetky chemické, fyzikálne a mechanické vlastnosti by sa mali starostlivo preskúmať. Len tak bude váš produkt odolný a spoľahlivý. Pamätajte, že rôzne druhy dreva sú vhodné na rôzne účely. Navyše niektoré skaly nie je možné odkryť vôbec, inak sa jednoducho zrútia. Tieto znalosti sú obzvlášť dôležité pre profesionálnych stolárov a iných predstaviteľov stavebného priemyslu.