Определение предела прочности при статическом изгибе

Для определения предела прочности при изгибе изготовляют образцы в форме прямоугольной призмы с поперечным сечением сечением 20x20 мм и длиной вдоль волокон 300 мм. Отклонение от указанных размеров образца для поперечного сечения не должны превышать 0, 5 мм, а по длине – 1 мм. Годовые слои на торцах должны быть параллельны одной паре противоположных граней.

Допускается проводить испытания на образцах не подвергавшихся кондиционированию и имеющих влажность меньше предела насыщения клеточных стенок.

При испытании образец укладывают на две неподвижные опоры с пролетом между их центрами 240 мм. Нагрузка передается в одной точке

(рис. 22). Образец испытывают на изгиб таким образом, чтобы изгибающее усилие было направлено по касательной к годовым слоям (тангентальный изгиб). Образец нагружают равномерно с такой постоянной скоростью, чтобы образец разрушился через (1, 5±0, 5) минуты после начала нагружения. При использовании машины с электромеханическим приводом допускается проводить испытания со скоростью нагружения (1350±150) Н/мин.

Испытание продолжают до разрушения образца, т.е. до момента остановки и движения стрелки силоизмерителя в обратную сторону. Максимальную нагрузку определяют с погрешностью не более 1%.

После испытания определяют влажность образцов, для чего образец длиной (25±5) мм вырезают вблизи излома.

Предел прочности при статическом изгибе с влажностью W в момент испытания вычисляют с погрешностью до 1 МПа (10 кгс/см²) по формуле

, (56)

где Р_макс – максимальная разрушающая нагрузка, Н (кг/с); l – расстояние между опорами, мм (см); b и h – ширина и высота образца, мм (см).

Предел прочности (в МПа) образца с нормализованной влажностью при необходимости пересчитывают на влажность 12% по формуле

σ ₁₂ = σ _W[1+α (W-12)], (57)

где α – поправочный коэффициент на влажность, равный 0, 04 для всех пород; W – влажность образца в момент испытания, %.

Предел прочности (в МПа) образца с влажностью, отличающейся от нормализованной, пересчитывают на влажность 12% по формуле

, (58)

где - коэффициент пересчета, определяемый по таблице 19 при известной плотности древесины.

Таблица19

Значения коэффициента пересчета в зависимости от влажности

и плотности древесины

Влажность W, %	Коэффициент пересчета при плотности ρ 12, кг/м3
	1, 405 1, 335 1, 267 1, 210 1, 150 1, 098 1, 048 1, 000 0, 955 0, 915 0, 875	1, 396 1, 330 1, 262 1, 205 1, 148 1, 098 1, 048 1, 000 0, 955 0, 915 0, 878	1, 390 1, 320 1, 255 1, 200 1, 143 1, 092 1, 042 1, 000 0, 955 0, 915 0, 880	1, 375 1, 310 1, 248 1, 193 1, 140 1, 090 1, 042 1, 000 0, 955 0, 917 0, 882	1, 365 1, 300 1, 240 1, 190 1, 135 1, 087 1, 040 1, 000 0, 956 0, 920 0, 887

Рис. 22. Схема испытания древесины на статический изгиб

Если средняя плотность не определялась, допускается принимать коэффициент пересчета равным средней величине для исследуемой породы по таблице 18.

Таблица 18

Значения коэффициента от влажности и породы древесины

Порода	W, %		Порода	W, %
Сосна, бук, кедр, тополь		1, 36 1, 09 1, 00 0, 88 0, 72 0, 625 0, 580	Ель, граб, лиственница		1, 36 1, 10 1, 00 0, 885 0, 720 0, 610 0, 550

Выполнив лабораторные испытания древесины каких-либо пород, студенты должны сравнить свои результаты со справочными данными. Основные физико-механические свойства древесины хвойных и лиственных пород, применяемой в строительстве, приведены в учебниках по курсу «Строительные материалы».

Контрольные вопросы

1. Как определить среднюю плотность древесины?

2. От чего зависит средняя плотность древесины?

3. Какой микро- и макроструктурой обладает древесина?

4. Что такое поздняя и ранняя древесина?

5. Как содержание поздней древесины влияет на свойства древесины?

6. Как определить влажность древесины?

7. Как определить равновесную влажность древесины?

8. Что такое стандартная влажность?

9. Какие данные необходимо иметь для определения прочности древесины на сжатие неразрушающим методом?

10. Как влияет влажность древесины на прочность, теплопроводность и электропроводность древесины?

11. Как анизотропность строения древесины влияет на её свойства?