МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДРЕВЕСИНЫ

Механические качества древесины определяют ее способность противостоять воздействию внешних нагрузок, которые подразделяются на:

1) статические, возрастающие постепенно, плавно;

2) динамические (ударные), воздействующие резко, мгновенно и максимально;

3) вибрационные, сопровождающиеся изменением величины и направления;

4) долговременные, характеризующиеся продолжительностью.

Под влиянием нагрузок в материале нарушаются связи между его отдельными элементами, искажается форма, но при этом в нем возникает внутреннее сопротивление. Если в результате изменяются форма и размер древесины, говорят о ее деформации, которая может быть упругой (исчезает после прекращения воздействия) и остаточной (сохраняется после исчезновения нагрузки).

К механическим свойствам древесины относятся:

1) прочность;

2) твердость;

3) деформативность;

4) ударная вязкость.

Способность древесины противостоять нагрузкам и сопротивляться разрушению называется прочностью. Она зависит от породы дерева, влажности, плотности, наличия или отсутствия пороков, а также от направления и продолжительности воздействия нагрузки.

Воздействие сил направлено на:

1) растяжение. Средняя величина предела прочности на растяжение вдоль волокон независимо от породы составляет 1300 кгс/см2, а поперек волокон – 65 кгс/см2;

2) сжатие. Оно может быть направлено как вдоль, так и поперек волокон. В первом случае прочность равна 500 кгс/см2, а во втором она ниже примерно в 8 раз. Древесина тестируется на сжатие в радиальном и тангенциальном направлениях. У лиственных пород прочность при радиальном сжатии в 1,5 раза выше, чем при тангенциальном, а у хвойных пород – наоборот;

3) изгиб. Поверхностные слои при таком воздействии подвержены напряжению сжатия, а внутренние – напряжению растяжения вдоль волокон. Между ними имеется нейтральная плоскость, не испытывающая никаких напряжений. Предел прочности определяется породой древесины и ее влажностью. Средние показатели (независимо от породы) составляют 1000 кгс/см2;

4) скалывание. В данном случае под воздействием внешних нагрузок возникают сдвиги одних частей относительно других, при этом выделяют:

а) скалывание вдоль волокон, при котором предел прочности составляет 20 % от прочности при сжатии вдоль волокон. У лиственных пород с широкими сердцевинными лучами в тангенциальном направлении оно на 10–30 % выше, чем в радиальном;

б) скалывание поперек волокон, при котором предел прочности в 2 раза меньше, чем при скалывании вдоль направления роста волокон;

в) перерезание поперек волокон, при котором прочность древесины в 4 раза превосходит прочность при скалывании вдоль волокон.

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДРЕВЕСИНЫ

Па практике установлено, что твердость торцовой поверхности выше твердости боковой поверхности, причем неодинаково у лиственных и хвойных пород.

Способность древесины противостоять проникновению внутрь твердых тел называется твердостью. Этот параметр неодинаков у разных пород и определяется в различных направлениях. У лиственных пород твердость торцовой плоскости выше радиальной и тангенциальной на 30 %, а у хвойных – на 40 %. Величина твердости древесины во многом определяется влажностью материала. Отклонение последней на 1 % приводит к изменению твердости торцовой поверхности на 3 %, а тангенциальной и радиальной – на 2 %.

На основании торцовой твердости все породы подразделяются на несколько групп (табл. 4).

Признак твердости древесины важен при выборе способа ее обработки режущими инструментами.

Свойство древесины изменять размеры и форму называется деформативностью. Если воздействие не отличается продолжительностью, то данный материал проявляет себя как упругое тело. На основании сопротивления деформации говорят о жесткости древесины.

Таблица 4

Классификация пород по признаку торцовой твердости при 12 %-ной влажности

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДРЕВЕСИНЫ

Способность поглощать работу при ударе без разрушения называется ударной вязкостью. Для разрушения хрупкой древесины затрачивается меньшая величина работы в отличие от вязкой, для излома которой требуется большая работа. У лиственных пород данный параметр примерно в 2 раза больше, чем у хвойных.

В плане строительных работ и изготовления мебели большое значение имеют и технологические свойства древесины, к которым относятся:

1) способность удерживать металлические крепления. При вбивании гвоздя в древесину перпендикулярно к поверхности одна часть ее волокон перерезается, другая изгибается, раздвинувшиеся волокна воздействуют на боковую поверхность гвоздя, и это давление приводит к возникновению трения, которое и удерживает гвоздь в материале. То, насколько легко можно выдернуть гвоздь, зависит от породы древесины, ее плотности (чем выше плотность, тем выше сопротивление выдергиванию, например, чтобы вбить гвоздь в граб (плотность – 800 кг/см3) и выдернуть его из него, нужно затратить усилие, в 4 раза большее, чем для тех же действий, если материалом служит сосна (плотность – 500 кг/см3)) и направления относительно волокон (усилие, необходимое для забивания и выдергивания гвоздя, забитого в торец, на 10–50 % меньше, чем если бы он был вбит поперек волокон). Чтобы выдернуть шуруп, требуется затратить в 2 раза большее усилие, чем для извлечения гвоздя. Во влажную древесину вбивать гвозди легко, но по мере высыхания материала его способность удерживать крепеж ухудшается;

2) способность к сгибанию. Наиболее гибкими из лиственных пород являются кольцесосудистые дуб, ясень и рассеянно-сосудистая береза. Влажная древесина гнется легче, чем сухая;

3) износостойкость. Это способность древесины сопротивляться истиранию в процессе эксплуатации. Чем выше ее плотность и твердость, тем меньше она подвержена износу;

4) сопротивление раскалыванию, которое представляет собой разделение древесины на части вдоль волокон под воздействием вбитого клина. Это свойство материала следует обязательно учитывать при выборе крепежа.

Похожие книги из библиотеки

Энциклопедия домоводства

Что бы ни представлял собой наш дом, ему надо уделять максимум внимания, чтобы он согревал нас теплом и покоем. Дом для человека – это его второе «я». Здесь рождаются и растут наши дети, сюда мы возвращаемся после тяжелого трудового дня, сюда нам шлют долгожданные письма… И когда мы покидаем этот мир, здесь живет память о нас. Книга, которую вы держите в руках, научит вас обустраивать свое жилище, расскажет, как рационально тратить время на поддержание в нем чистоты и порядка, как самим выглядеть привлекательными… В ней содержится масса полезной информации для женщин, желающих стать настоящими хозяйками. Книга выходила в издательстве «Рипол-классик» под названием «Большая энциклопедия домоводства».

Баня, сауна. Строим своими руками

Бане быть! Наконец-то вы решились на строительство. Неважно, станете вы возводить баню своими руками или привлечете специалистов, — без этой книги вам не обойтись. Особенности планировки бань и саун; стадии строительства от составления проекта до внутренней отделки; советы по выбору материалов и оборудования — все это уместилось под одной обложкой. Детально рассмотрены такие этапы работ, как закладка фундамента, возведение стен, сооружение кровли и оснащение бани коммуникациями. Ваша баня обязательно станет уютной и комфортной!

Системы полива сада, огорода, теплиц, парников своими руками

Вы стали счастливым обладателем садового или приусадебного участка – и у вас возникла масса проблем, связанных с этим. Вы, конечно, не из тех, кто боится трудностей. Мы приветствуем ваш энтузиазм и постараемся помочь решить вам одну из самых главных задач – организовать водоснабжение своего уголка земли и создать оптимальную систему полива. Кроме того, следуя нашим советам, вы сможете построить парник или теплицу даже на небольшом участке, что обеспечит вам изобилие цветов, свежих овощей и зелени с начала лета до поздней осени.

Современный квартирный сантехник, строитель и электрик

В книге собраны практические рекомендации по основным видам сантехнических, строительных и электротехнических работ, с которыми приходится сталкиваться большинству мужчин в квартире или собственном доме. Рассмотрены замена радиаторов и кранов горячей/холодной воды, ремонт и установка смесителя, замена труб, подключение стиральных и посудомоечных машин. Описано создание внутриквартирных перегородок, установка стеклопакетов, остекление лоджии и др. Показано, как проложить квартирную электропроводку, осуществить монтаж электрических выключателей, розеток, светильников и люстр, заземлить бытовую технику и др.