ДИНАМИЧЕСКИЙ МЕХАНИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВЯЗКОУПРУГИХ СВОЙСТВ ВЫСОКОУПОРЯДОЧЕННЫХ ПРИРОДНЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ПРИМЕРЕ ДРЕВЕСИНЫ ХВОЙНЫХ И ЛИСТВЕННЫХ ПОРОД Текст научной статьи по специальности «Физика»

ДИНАМИЧЕСКИМ МЕХАНИЧЕСКИМ АНАЛИЗ ВЯЗКОУПРУГИХ

СВОЙСТВ ВЫСОКОУПОРЯДОЧЕННЫХ ПРИРОДНЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ПРИМЕРЕ ДРЕВЕСИНЫ ХВОЙНЫХ И ЛИСТВЕННЫХ

ПОРОД

Тюрин А.И.а'*, Коренков В.В.а*, Юнак М.А.а, Васюкова И.А.а, Шамаев В.А.а б

аТамбовский государственный университет им. Г.Р. Державина, Тамбов, Россия бВГЛУ им. Г.Ф. Морозова, Воронеж, Россия e-mail: [email protected] Древесина всех пород представляет собой сложно структурированный, высоко-упорядоченный природный полимерный материал, находящий широкое применение в различных сферах деятельности [1]. Для лучшего практического использования необходимым является знание ее базовых свойств и характеристик. Одним из ключевых направлений исследования прочностных, тепловых, трибологических и др. свойств разнообразных видов древесины является использование импедансных методов - внутреннего трения и/или родственного с ним динамического механического анализа [2]. Так, например, величина коэффициента механических потерь tgS тесно связана с «внутренним трением» в древесине, и он чувствителен к разного рода молекулярным движениям, переходам, процессам релаксации, морфологии и другим структурным неоднородностям древесины [3]. Целью работы было детальное выяснение и сравнение вязкоупругих свойств древесины ряда хвойных (сосны, ели, лиственницы) и лиственных (дуб, липа, береза) пород, их зависимости от частоты f зондирующих гармонических осцилляций и напряжения квазистатической нагрузки в процессе деформации трехточечного изгиба до максимального напряжения о = 0.22 МПа. Все измерения произведены при помощи динамомеханического спектрометра DMS 6100 (200 Hz) производства SII Nano Technology Inc. (Japan).

(б)

(в)

Рис. 1. Зависимость модуля упругости E(ü) и коэффициента механических потерь tgS (б, в) от частоты f и амплитуды А зондирующих колебаний для различных пород дерева: береза (кружочки), сосна (квадратики), лиственница (треугольники), дуб (ромбики).

Установлено, что модуль упругости E ' исследованных пород слабо изменяется с частотой. В то же время tgô = E"/E' демонстрирует тенденцию довольно быстрого уменьшения с ростом f. В этом ряду особняком стоит поведение древесины лиственницы - после начального падения величина tgô после f = 2 Гц практически не изменяется вплоть до скачкообразного роста при f ~ 200 Гц.

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 23-1600231, (https://rscf.ru/project/23-16-00231/). Литература

1. Arriaga F., WangX., Íñiguez G.// Forests. 2023, V. 14. a.n. 1202. DOI: 10.3390/f14061202.

2. Menard K.P. Dynamic Mechanical Analysis. 1999. CRC Press LLc. 205 p.

3. de Borst K., Jenkel C., Montero C. et al. // 2013. V. 127. P. 53-67.