Τι μηχανικές ιδιότητες έχει το ξύλο;

Το ξύλο είναι ένα αρκετά δημοφιλές υλικό που βρίσκει την εφαρμογή του σε διάφορους τομείς της ανθρώπινης ζωής. Ταυτόχρονα, δεν γνωρίζουν όλοι ότι οι πρώτες ύλες έχουν μια σειρά από μοναδικά χαρακτηριστικά. Σήμερα στο άρθρο μας θα ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στις μηχανικές ιδιότητες του ξύλου.

Οι μηχανικές ιδιότητες του ξύλου χαρακτηρίζουν τη συνολική ποιότητα του υλικού και είναι ευθέως ανάλογες με αυτό. Οι πιο σημαντικοί δείκτες μηχανικής αντοχής περιλαμβάνουν την ικανότητα του ξύλου να αντέχει φορτία τόσο στατικών όσο και δυναμικών τύπων.

Για για τον προσδιορισμό των μηχανικών ιδιοτήτων που διαθέτει ένα υλικό, τεντώνεται, συμπιέζεται, κάμπτεται και κουρεύεται. Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι το ξύλο ονομάζεται ανισότροπο υλικό, αντίστοιχα, η πρώτη ύλη μπορεί να έχει διαφορετικές ιδιότητες ανάλογα με την κατεύθυνση στην οποία επηρεάζεται. Υπάρχουν 2 κατευθύνσεις συνολικά: ακτινική και εφαπτομενική.

Το πιο σημαντικό μηχανικό χαρακτηριστικό του ξύλου είναι η αντοχή του. Τα χαρακτηριστικά αντοχής έχουν άμεσο αντίκτυπο στο πώς και σε ποιο επίπεδο ένα υλικό μπορεί να αντισταθεί και να αντισταθεί σε ανεπιθύμητα σπασίματα.

Η μεσαία (η λεγόμενη «ενδιάμεση») τάξη καταλαμβάνεται από κωνοφόρα. Τα υψηλότερα ποσοστά είναι χαρακτηριστικά, για παράδειγμα, για τη σημύδα - γι 'αυτό κατασκευάζονται πολύ συχνά διάφορες δομές στήριξης και στήριξης από αυτήν, καθώς και στοιχεία για τα οποία είναι σημαντική η αυξημένη αντοχή στη φθορά.

πρέπει να σημειωθεί ότι το επίπεδο αντοχής και ελαστικότητας επηρεάζεται από το επίπεδο υγρασίας. Έτσι, όταν υγραίνεται, εμφανίζονται συγκεκριμένες αντιδράσεις στο εσωτερικό του ξύλου, που μειώνουν την αντοχή του. Επιπλέον, η διάταξη αυτή ισχύει μόνο εάν το επίπεδο υγρασίας ανέλθει στο 25%. Η περαιτέρω ύγρανση δεν διαφέρει σε σημαντικές αντιδράσεις και δεν επηρεάζει τους δείκτες αντοχής. Οι ειδικοί το καταλαβαίνουν αυτό.

Για για να συγκρίνετε τους δείκτες αντοχής διαφορετικών πετρωμάτων, πρέπει να βεβαιωθείτε ότι οι δείκτες υγρασίας τους είναι πανομοιότυποι - μόνο σε αυτή την περίπτωση μπορούμε να μιλήσουμε για ένα αντικειμενικό και αμερόληπτο αποτέλεσμα.

Εκτός από την υγρασία, κατά τη μέτρηση της αντοχής, είναι επίσης σημαντικό να προσέχετε τη φύση και τη διάρκεια των φορτίων. Για παράδειγμα, τα στατικά φορτία είναι σταθερά. Επιπλέον, χαρακτηρίζονται από αργή και σταδιακή αύξηση.Από την άλλη πλευρά, τα δυναμικά φορτία είναι σχετικά μικρά. Με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, και τα δύο φορτία μπορούν να καταστρέψουν το ξύλο.

Θα πρέπει επίσης να ληφθεί υπόψη ότι οι δείκτες αντοχής, τα όρια και τα όριά τους διαφέρουν ανάλογα με τον συγκεκριμένο τύπο παραμόρφωσης.

• Διατάσεις. Αν μιλάμε για την αντοχή σε εφελκυσμό του ξύλου, τότε αυτός ο δείκτης είναι 1.300 kgf / cm2 (και αυτή η παράμετρος είναι σχετική για όλες τις ποικιλίες). Σε μια τέτοια κατάσταση, η εσωτερική δομή του ξύλου είναι αποφασιστικής σημασίας. Εάν οι ίνες είναι σωστά διατεταγμένες και δομημένες, τότε η αντοχή αυξάνεται (και αντίστροφα). Η αντοχή διαφέρει ανάλογα με το αν το ξύλο τεντώνεται κατά μήκος ή κατά μήκος. Στην πρώτη περίπτωση, ο δείκτης είναι αρκετά μεγάλος και στη δεύτερη, είναι 20 φορές μικρότερος και ανέρχεται σε 65 kgf / cm2. Λόγω αυτών των μηχανικών χαρακτηριστικών, το ξύλο σπάνια χρησιμοποιείται για τη δημιουργία προϊόντων που λειτουργούν σε εγκάρσια τάση.

• Συμπίεση. Όπως κάθε άλλη πρόσκρουση στο ξύλο, μπορεί να πραγματοποιηθεί τόσο στη διαμήκη όσο και στην εγκάρσια κατεύθυνση. Αν μιλάμε για συμπίεση κατά μήκος των ινών, τότε αξίζει να σημειωθεί ότι σε αυτή την περίπτωση ο βράχος θα βραχυνθεί (έτσι θα εκδηλωθεί η διαδικασία παραμόρφωσης έξω). Θα πρέπει επίσης να ληφθεί υπόψη ότι η αντοχή του ξύλου, το οποίο συμπιέζεται όχι κατά μήκος, αλλά κατά μήκος, μειώνεται σημαντικά, συγκεκριμένα κατά 8 φορές. Σε εργαστηριακές συνθήκες, το δέντρο συμπιέζεται στην ακτινική και εφαπτομενική κατεύθυνση. Κατά τη διεξαγωγή τέτοιων πειραμάτων, οι επιστήμονες διαπίστωσαν με βεβαιότητα ότι η αντοχή σε θλίψη διαφορετικών πετρωμάτων δεν είναι η ίδια. Έτσι, τα πετρώματα με ακτίνες πυρήνα διακρίνονται από υψηλότερους δείκτες υπό ακτινική συμπίεση. Από την άλλη πλευρά, τα κωνοφόρα παρουσιάζουν αρκετά υψηλές τιμές αντοχής ακόμη και υπό εφαπτομενική συμπίεση.

• Στατική κάμψη. Ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα αυτού του τύπου κρούσης, όπως η στατική κάμψη, είναι ότι διαφορετικά στρώματα ξύλου δέχονται διαφορετικά αποτελέσματα, δηλαδή, τα ανώτερα στρώματα ξύλου δέχονται θλιπτική τάση και τα κάτω - τεντώνονται κατά μήκος των ινών. Ανάμεσα στο ανώτερο και το κάτω στρώμα υπάρχει ένα ειδικό στρώμα που δεν δέχεται καμία πίεση. Παραδοσιακά, αυτό το στρώμα ονομάζεται ουδέτερο. Αρχικά, η καταστροφή του υλικού αρχίζει στην κάτω τεντωμένη ζώνη, σε σχέση με την οποία σκίζονται οι εξωτερικές ίνες του ξύλου. Υπάρχει ένας δείκτης μέσης αντοχής, ο οποίος είναι χαρακτηριστικός για μεγάλο αριθμό ειδών ξύλου, είναι 1.000 kgf / cm2 (ενώ μπορεί να υπάρχουν αποκλίσεις από αυτόν τον δείκτη, ανάλογα με τους μοναδικούς δείκτες κάθε συγκεκριμένου είδους, καθώς και με το επίπεδο της υγρασίας).

• Μετατόπιση. Βασικά, η διάτμηση είναι μια παραμόρφωση, η οποία είναι η μετατόπιση ενός τμήματος σε σχέση με ένα άλλο. Υπάρχουν διάφοροι τύποι διάτμησης: διάτμηση (μπορεί να συμβεί προς οποιαδήποτε κατεύθυνση) και διάτμηση. Σε αυτή την περίπτωση, είναι ιδιαίτερα σημαντικό να παρακολουθείτε πόσο δυνατό παραμένει το δέντρο. Έτσι, το σχίσιμο κατά μήκος επηρεάζει αρνητικά τους δείκτες αντοχής, ο βράχος παραμένει ισχυρότερος κατά τη διάρκεια της εγκάρσιας διάσπασης.

Εκτός από την αντοχή, το ξύλο χαρακτηρίζεται και από άλλες μηχανικές και φυσικομηχανικές ιδιότητες. Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στα κύρια.

Πρώτα απ 'όλα, είναι απαραίτητο να πούμε για ένα τέτοιο χαρακτηριστικό ενός φυσικού υλικού όπως η σκληρότητα. Η σκληρότητα είναι ένα από τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά ενός υλικού και είναι η ικανότητα μιας πρώτης ύλης να ανθίσταται σε σχέση με τη διείσδυση ενός στερεού σώματος ορισμένου σχήματος. Διακρίνετε την ακραία και την πλευρική σκληρότητα (ανάλογα με την πλευρά του υλικού που επηρεάζεται). Η ακραία σκληρότητα είναι υψηλότερη ως προς την απόδοσή του.

Ανάλογα με τους δείκτες σκληρότητας, ένα τέτοιο δομικό υλικό όπως το ξύλο χωρίζεται σε 3 κύριες ομάδες:

• μαλακό (για παράδειγμα, πεύκο, ερυθρελάτη, κέδρος, έλατο, φλαμουριά, ασπέν, σκλήθρα, κάστανο κ.λπ.)
• στερεός;
• επιπλέον σκληρό.

Κατά συνέπεια, κατά την κατασκευή ορισμένων προϊόντων, είναι πολύ σημαντικό να λαμβάνεται υπόψη μια τέτοια παράμετρος όπως η σκληρότητα. Για παράδειγμα, είναι επιθυμητό να κατασκευάζονται διακοσμητικά στοιχεία από μαλακές ποικιλίες και μόνο ιδιαίτερα σκληρές ποικιλίες είναι κατάλληλες για τη δημιουργία δομών στήριξης.

Η σκληρότητα του ξύλου είναι κρίσιμη κατά την εφαρμογή και την επεξεργασία του υλικού. Ανάλογα με τις συγκεκριμένες ανάγκες και το πεδίο εφαρμογής του ξύλου, η μία ή η άλλη επιλογή μπορεί να είναι η πιο σχετική και κατάλληλη.

Ένα άλλο σημαντικό χαρακτηριστικό που διαφέρει μεταξύ ορισμένων τύπων ξύλου (για παράδειγμα, σφενδάμου και ελάτης) είναι η αντοχή σε κρούση. Αυτή η ιδιότητα προσδιορίζει και καθορίζει την ικανότητα ενός υλικού να απορροφά δυναμικά φορτία. Ταυτόχρονα, όσο μεγαλύτερη είναι η αντοχή στην κρούση, τόσο λιγότερες ζημιές και παραβιάσεις ακεραιότητας θα παρατηρήσετε στο δέντρο κατά τη διαδικασία εφαρμογής αυτών των πολύ δυναμικών φορτίων. Σε γενικές γραμμές, μπορούμε να πούμε ότι για τις περισσότερες φυλές αυτός ο δείκτης είναι σε αρκετά υψηλό επίπεδο.

Ιδιαίτερη προσοχή πρέπει να δοθεί στην αντοχή στη φθορά, καθώς αυτή η παράμετρος είναι που καθορίζει εάν το ξύλο είναι ικανό να αντέχει σε σχέση με παρατεταμένα φορτία τριβής. Ανάλογα με το πόσο υψηλή είναι η αντοχή στη φθορά, η πιθανή διάρκεια ζωής του υλικού θα ποικίλλει σημαντικά. Το επίπεδο αντοχής στη φθορά επηρεάζεται καθοριστικά από την κατεύθυνση κοπής και τα μοναδικά χαρακτηριστικά κάθε συγκεκριμένου είδους ξύλου. Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η υψηλή αντοχή στη φθορά είναι χαρακτηριστικό των ακραίων επιφανειών. Όσον αφορά την αντοχή στη φθορά, το ξηρό και το υγρό ξύλο διαφέρουν - το πρώτο έχει υψηλότερο επίπεδο.

Όπως προαναφέρθηκε, το ξύλο είναι ένα από τα πιο δημοφιλή, διαδεδομένα και απαιτητικά υλικά που χρησιμοποιείται για τη δημιουργία επίπλων, διακοσμητικών αντικειμένων και μεγάλου αριθμού άλλων προϊόντων. Κατά συνέπεια, κατά την επεξεργασία του, ένας μεγάλος αριθμός συνδετήρων οδηγείται σε αυτό, πιο συχνά - μέταλλο. Επομένως, ένας τέτοιος δείκτης όπως η ικανότητα συγκράτησης μεταλλικών συνδετήρων είναι υψίστης σημασίας. Έτσι, για παράδειγμα, τα καρφιά μπορούν να κόψουν ή να απομακρύνουν τις ίνες ενός δέντρου και οι βίδες μπορούν να πιάσουν τις ίνες.

Για να δημιουργηθούν λειτουργικά και αισθητικά ευχάριστα προϊόντα, το ξύλο πρέπει να διπλωθεί. Από αυτή την άποψη, η ικανότητα κάμψης είναι μια άλλη σημαντική μηχανική ιδιότητα του ξύλου. Σημειώστε ότι διαφορετικές ράτσες έχουν διαφορετικά επίπεδα ικανότητας κάμψης. Έτσι, για παράδειγμα, όσον αφορά τα κωνοφόρα, ο κανόνας είναι ότι κατά την κάμψη οι βελόνες πρέπει να υγραίνονται, αλλά ένα ξηρό δέντρο πρακτικά δεν λυγίζει (και όταν εφαρμόζεται υψηλή πίεση, μπορεί να σπάσει καθόλου).

Τα χαρακτηριστικά παραμόρφωσης είναι επίσης απαραίτητα. Επηρεάζουν πόσο γρήγορα (αν όχι καθόλου) τα είδη δέντρων ανακάμπτουν από μια βραχυπρόθεσμη δυναμική επίδραση. Σε συνδυασμό με την παραμορφωσιμότητα, ένα τέτοιο χαρακτηριστικό όπως το μοντέλο ελαστικότητας παίζει επίσης σημαντικό ρόλο.

Λόγω του γεγονότος ότι το ξύλο χρησιμοποιείται σε διάφορους τομείς της ανθρώπινης ζωής και είναι ένα από τα πιο απαιτητικά υλικά, είναι πολύ σημαντικό να γνωρίζουμε λεπτομερώς όλες τις ιδιότητές του. Κατά συνέπεια, πριν χρησιμοποιήσετε το υλικό για τη δημιουργία ορισμένων προϊόντων (για παράδειγμα, έπιπλα, διακοσμητικά στοιχεία κ.λπ.) όλες οι χημικές, φυσικές και μηχανικές ιδιότητες πρέπει να εξετάζονται προσεκτικά. Μόνο έτσι το προϊόν σας θα είναι ανθεκτικό και αξιόπιστο. Να θυμάστε ότι διαφορετικοί τύποι ξύλου είναι κατάλληλοι για διαφορετικούς σκοπούς. Επιπλέον, ορισμένα πετρώματα δεν μπορούν να εκτεθούν καθόλου, διαφορετικά απλά θα καταρρεύσουν. Αυτή η γνώση είναι ιδιαίτερα σημαντική για επαγγελματίες επιπλοποιούς και άλλους εκπροσώπους του κατασκευαστικού κλάδου.