Міцність деревини при розтягу


Розтяг вздовж волокон. Для визначення міцності в даному випадку застосовують зразки досить складної форми з масивними головками, які закріплюють у затискачах машини, і тонкою робочою частиною. Форма, розміри зразка і схема його закріплення показана на рис.22. Перед випробуванням вимірюють товщину а і ширину в робочої частини зразків, а в отвори головок вставляють сталеві пробки діаметром 9,9 мм. Довжина пробок на 3 або 2 мм (відповідно для деревини м'яких і твердих порід) менша від товщини головки. Пробки запобігають надмірному зминанню головок під час випробувань.

Зразок навантажують з такою швидкістю, щоб руйнування його наступило через 1,5-2хв. Визначають максимальне навантаження і обчислюють границю міцності за формулою (15). Вологість визначають, використовуючи робочі частини зразків.

Границя міцності деревини на розтяг вздовж волокон порівняно слабо залежить від вологості деревини, але різко падає при найменшому відхиленні волокон від напрямку поздовжньої осі зразка. Уявлення про міцність деревини деяких порід при даному виді дії зусиль дає таблиця 5.

 

Рис. 22. Випробування деревини на розтягу вздовж волокон:

а) зразок; б) схема закріплення зразка в затискачах випробувальної машини.

 

У середньому для всіх порід границя міцності на розтяг вздовж волокон 130 МПа. Не дивлячись на таку високу міцність, деревина в конструкціях і виробах рідко працює на розтяг вздовж волокон через труднощі запобігання руйнуванню у місцях закріплення (під дією стискаючих і сколюючих навантажень).

 

Таблиця 5.

Міцність деревини при розтягу вздовж волокон

Порода Границя міцності (МПа) при вологості, % Порода Границя міцності (МПа) при вологості, %
  30 і більше   30 і більше
Модрина Сосна Ялина Кедр Ялиця сибірська Акація біла Береза Ясен Граб Осика Бук Липа Вільха Тополя

 

Розтяг впоперек волокон. Для даного виду випробувань рекомендується зразок, форма і розміри якого показані на рис. 23.

Перед випробуваннями вимірюють розміри перерізу робочої частини зразка. Швидкість навантаження повинна бути такою, щоб зразок зруйнувався через 1,5-2хв. Для зразків, що руйнувалися в робочій частині, знаходять максимальне навантаження Ртах, обчислюють границю міцності за формулою (15).

 

Рис. 23. Зразок для випробування деревини на розтяг впоперек волокон

 

Таблиця 6.

Міцність деревини при розтягу впоперек волокон

Порода Границя міцності (МПа) при вологості, % Порода Границя міцності (МПа) при вологості, %
  >30 >30   >30 >30
   
Модрина 5,6 - 5,2 - Граб 13,3 - 8,4  
Сосна 3,4 3,9 3,5 2,4 Клен 13,3 - 9,2 -
Ялина 5,0 - 3,2 - Бук 12,5 - 8,5 -
Кедр 4,2 - 2,8 - Береза 11,1 5,7 6,5 3,5
Ялиця 4,0 - 2,9 - Липа 8,3 - 5,0 -
Ясен 9,0 - 4,2 - Вільха 7,2 - 5,9 -
Дуб 8,0 7,4 6,5 6,1 Осика 7,1   4,6  

Примітка. Цифра 1 означає радіальний напрямок, а цифра 2 – тангенціальний.

 

З приведених даних у таблиці 6 слідує, що міцність деревини в радіальному напрямку більша, ніж в тангенціальному, в хвойних порід на 10-50 %, в листяних на 20-70 %. Найбільшу міцність мають тверді розсіяно-судинні листяні породи, потім йдуть кільцесудинні листяні і далі - м'які розсіяно-судинні листяні. Хвойні породи у порівнянні з листяними мають значно меншу міцність при розтягу як в радіальному, так і в тангенціальному напрямку. При конструюванні виробів з деревини прагнуть не допускати дії розтягуючих навантажень, направлених впоперек волокон.