Научная статья на тему 'Исследование особенностей деформирования и прочности древесины на вдавливание с применением метода голографической интерферометрии'

Исследование особенностей деформирования и прочности древесины на вдавливание с применением метода голографической интерферометрии Текст научной статьи по специальности «Медицинские технологии»

CC BY
53
6
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
З'єДНАННЯ ДЕРЕВ'ЯНИХ КОНСТРУКЦіЙ / іНТЕРФЕРОГРАМИ / МіЦНіСТЬ ВДАВЛЕННЯ / ЗАЛЕЖНіСТЬ"НАВАНТАЖЕННЯ-ПЕРЕМіЩЕННЯ" / СОЕДИНЕНИЯ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ / ИНТЕРФЕРОГРАММЫ / ПРОЧНОСТЬ ВДАВЛИВАНИЯ / ЗАВИСИМОСТЬ"НАГРУЗКА-ПЕРЕМЕЩЕНИЕ" / TIMBER STRUCTURES JOINTS / INTERFEROGRAMS / EMBEDMENT STRENGTH / "LOAD-DISPLACEMENT" DEPENDENCE

Аннотация научной статьи по медицинским технологиям, автор научной работы — Шехоркина С.Е., Кесарийский А.Г.

Корректная оценка несущей способности соединений критически важна для обеспечения надежности конструкции. Базовой величиной для расчета соединений деревянных конструкций согласно действующих норм является характеристическая прочность вдавливания соединительного элемента в массив древесины. Данный параметр может быть определен по эмпирическим формулам или путем стандартных экспериментальных исследований. На данный момент существует широкая база данных о результатах экспериментальной оценки напряженно-деформированного состояния соединений деревянных конструкций, которая охватывает определение типа разрушения, разрушающую нагрузку, прочность, зависимости «нагрузка-деформация» и т. д. Тем не менее, сочетание стандартных методов исследования с нестандартными методиками позволяет получить более детальную информацию о характере взаимодействия элементов соединения. Регистрация полей перемещений по поверхности или объему елемента возможна с применением методов оптической физики, например, лазерной голографической интерферометрии.Цель статьи исследование прочности и особенностей деформирования древесины под действием металлического нагеля с применением метода лазерной голографической интерферометрии. Выводы. В результате экспериментальных исследований получены кривые зависимостей «нагрузка-перемещение», разрушающие нагрузки и максимальные перемещения для испытываемых образцов. На каждом этапе нагружения выполнялась регистрация интерферограмм и получены трехмерные графики деформированной поверхности образца, которые наглядно отображают характер и эволюцию взаимодействия нагеля с древесиной. Полученный комплекс данных об особенностях деформирования, прочностных характеристиках в дальнейших исследованиях будет использован для разработки и верификации расчетной модели болтового соединения деревянных элементов с учетом нелинейной работы.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

INVESTIGATION THE PECULIARITIES OF DEFORMATION AND STRENGTH OF TIMBER USING LASER INTERFEROMETRY METHOD

Correct assessment of load carrying capacity of connections is crucial for ensuring the structure reliability. The initial parameter for the calculation of load carrying capacity of the timber structures connections is the characteristic embedment strength (the strength of timber massive under dowel penetration). This characteristic can be determined using empiric formulas or through standard experimental investigation. Currently a wide database on the results of the experimental assessment of stress-strain state of timber structures connections exists, which covers the questions of determination of failure patterns, failure load, strength, “load-deformation” dependences etc. Nevertheless, a combination of the standard investigation methods with non-standard techniques allows obtaining more detailed information about the interaction between elements of the connection. The registration of the displacement fields of the surface or volume of the element is possible using optical physics methods, e.g. laser holographic interferometry. The purpose of the article is to investigate the strength and peculiarities of the deformation of timber under the influence of metal dowel using laser holographic interferometry method. Conclusion. As a result of experimental investigations, load-displacement curves, failure loads and maximum displacements were obtained for the samples tested. At each loading stage, interferograms were recorded and three-dimensional graphs of the deformed surface of the sample were obtained, which clearly represent the nature and evolution of the interaction between dowel and timber. The resulting complex of data on the deformation and strength characteristics in further studies will be used to develop and verify the design model of the dowel connection of timber elements taking into account nonlinear work.

Текст научной работы на тему «Исследование особенностей деформирования и прочности древесины на вдавливание с применением метода голографической интерферометрии»

УДК 691.11:535.41

DOI: 10.30838/J.BPSACEA.2312.300819.94.515

ДОСЛ1ДЖЕННЯ ОСОБЛИВОСТЕЙ ДЕФОРМУВАННЯ ТА М1ЦНОСТ1 ДЕРЕВИНИ НА ВДАВЛЕННЯ 13 ЗАСТОСУВАННЯМ МЕТОДУ ГОЛОГРАФ1ЧНО1 1НТЕРФЕРОМЕТР11

_ 1 *

ШЕХОРКНА С. е.1 , к т. н,

КЕСАРШСЬКИЙ О. Г.2, к. т. н.

1* Кафедра з^зобетонних та кам'яних конструкцш, Державний вищий навчальний заклад «Придшпровська державна академш будiвництва та архгтектури», вул. Чернишевського, 24-а, 49600, Дшпро, Украша, тел. +38 (095) 021-84-44, e-mail: S VT@ukr.net, ORCID ID: 0000-0002-7799-2250

2 ТОВ «Лабораторш комплексних технологш», вул. 1скровська, 1-а, 51413, Павлоград, Украша, тел. +38 (095) 394-42-23, e-mail: algeo57k@gmail.com

Анотащя. Постановка проблеми. Коректна ощнка несучо! здатносп з'еднань критично важлива для забезпечення надшносп конструкци. Базовою величиною для розрахунку з'еднань деревяних конструкцiй зпдно чинних норм е характеристична мiцнiсть вдавлення з'еднувального елемента в масив деревини. Даний параметр може бути визначений за емпiричними формулами або шляхом стандартних експериментальних дослвджень. Наразi юнуе широка база даних про результата експериментально! оцiнки напружено-деформованого стану з'еднань дерев'яних конструкцiй, яка охоплюе визначення типу руйнування, руйнiвне навантаження, мщтсть, залежносп «навантаження-деформащя» тощо. Тим не менше поеднання стандартних методiв дослвдження з нестандартними методиками дозволяе отримати бiльш детальну iнформацiю щодо харакеру взаемодй' елеменпв з'еднання. Реестрацiя перемщень по поверхнi або об'ему елемента можлива шляхом застосування методiв оптично! фiзики, наприклад, лазерно! голографiчно! iнтерферометрil. Мета cmammi - дослвдження мщносп та особливостей деформування деревини тд впливом металевого нагеля iз застосуванням методу лазерно! голографiчно! iнтерферометрi!. Висновки. В результата експериментальних дослiджень отримаш кривi залежностей «навантаження-перемiщення», руйнiвнi навантаження та максимальш перемiщення для випробуваних зразкiв. На кожному етапi навантаження виконувалась реестрац1я iнтерферограм та отримано тривимiрнi графiки деформовано! поверхнi зразка, яш наочно вiдображають характер та еволющю взаемодй' нагеля з деревиною. Отриманий комплекс даних щодо особливостей деформування, мщшсних характеристиках в подальших досл!дженнях буде використано для розробки та верифiкацi! розрахунково! моделi болтового з'еднання дерев'яних елеменпв з урахуванням нелiнiйно! роботи.

Ключовi слова: з'еднання дерев'яних конструкцш; ттерферограми; мщтсть вдавлення; залежтсть «навантаження-перемiщення»

ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ДЕФОРМИРОВАНИЯ И ПРОЧНОСТИ ДРЕВЕСИНЫ НА ВДАВЛИВАНИЕ С ПРИМЕНЕНИЕМ

МЕТОДА ГОЛОГРАФИЧЕСКОЙ ИНТЕРФЕРОМЕТРИИ

_ 1 *

ШЕХОРКИНА С. Е.1 , к. т. н,

КЕСАРИЙСКИЙ А. Г.2, к. т.. н.

'* Кафедра железобетонных и каменных конструкций, Государственное высшее учебное заведение «Приднипровская государственная академия строительства и архитектуры», ул. Чернышевского, 24-а, 49600, Днипро, Украина, тел. +38 (095) 021-84-44, e-mail: S VT@ukr.net, ORCID ID: 0000-0002-7799-2250

2 ООО «Лаборатория комплексных технологий», ул. Искровская, 1-а, 51413, Павлоград, Украина, тел. +38 (095) 394-42-23, e-mail: algeo57k@gmail.com

Аннотация. Постановка проблемы. Корректная оценка несущей способности соединений критически важна для обеспечения надежности конструкции. Базовой величиной для расчета соединений деревянных конструкций согласно действующих норм является характеристическая прочность вдавливания соединительного элемента в массив древесины. Данный параметр может быть определен по эмпирическим формулам или путем стандартных экспериментальных исследований. На данный момент существует широкая база данных о результатах экспериментальной оценки напряженно-деформированного состояния соединений деревянных конструкций, которая охватывает определение типа разрушения, разрушающую нагрузку, прочность, зависимости «нагрузка-деформация» и т. д. Тем не менее, сочетание стандартных методов исследования с нестандартными методиками позволяет получить более детальную информацию о характере взаимодействия элементов соединения. Регистрация полей перемещений по поверхности или объему елемента возможна с применением методов оптической физики, например, лазерной голографической интерферометрии.

Цель статьи - исследование прочности и особенностей деформирования древесины под действием металлического нагеля с применением метода лазерной голографической интерферометрии. Выводы. В результате экспериментальных исследований получены кривые зависимостей «нагрузка-перемещение», разрушающие нагрузки и максимальные перемещения для испытываемых образцов. На каждом этапе нагружения выполнялась регистрация интерферограмм и получены трехмерные графики деформированной поверхности образца, которые наглядно отображают характер и эволюцию взаимодействия нагеля с древесиной. Полученный комплекс данных об особенностях деформирования, прочностных характеристиках в дальнейших исследованиях будет использован для разработки и верификации расчетной модели болтового соединения деревянных элементов с учетом нелинейной работы.

Ключевые слова: соединения деревянных конструкций; интерферограммы; прочность вдавливания; зависимость «нагрузка-перемещение»

INVESTIGATION THE PECULIARITIES OF DEFORMATION AND STRENGTH OF TIMBER USING LASER INTERFEROMETRY METHOD

SHEKHORKINA S.Ye.1*, Cand. Sc. (Tech.), KESARIISKYI A H.2, Cand. Sc. (Tech.)

'* Department of reinforced concrete and masonry structures, State Higher Educational Institution "Prydniprovska State Academy of Civil Engineering and Architecture", 24-A, Chernyshevskoho St., 49600, Dnipro, Ukraine, tel. +38 (095) 021-84-44, e-mail: S VT@ukr.net, ORCID ID: 0000-0002-4377-3746

2 "Laboratory of Complex Technologies" Ltd, 1-A, Iskrovskaya St., 51413, Pavlohrad, Ukraine, tel. +38 (095) 394-42-23, e-mail: algeo57k@gmail.com

Abstract. Problem statement. Correct assessment of load carrying capacity of connections is crucial for ensuring the structure reliability. The initial parameter for the calculation of load carrying capacity of the timber structures connections is the characteristic embedment strength (the strength of timber massive under dowel penetration). This characteristic can be determined using empiric formulas or through standard experimental investigation. Currently a wide database on the results of the experimental assessment of stress-strain state of timber structures connections exists, which covers the questions of determination of failure patterns, failure load, strength, "load-deformation" dependences etc. Nevertheless, a combination of the standard investigation methods with non-standard techniques allows obtaining more detailed information about the interaction between elements of the connection. The registration of the displacement fields of the surface or volume of the element is possible using optical physics methods, e.g. laser holographic interferometry. The purpose of the article is to investigate the strength and peculiarities of the deformation of timber under the influence of metal dowel using laser holographic interferometry method. Conclusion. As a result of experimental investigations, load-displacement curves, failure loads and maximum displacements were obtained for the samples tested. At each loading stage, interferograms were recorded and three-dimensional graphs of the deformed surface of the sample were obtained, which clearly represent the nature and evolution of the interaction between dowel and timber. The resulting complex of data on the deformation and strength characteristics in further studies will be used to develop and verify the design model of the dowel connection of timber elements taking into account nonlinear work.

Keywords: timber structures joints; interferograms; embedment strength; «load-displacement» dependence

Постановка проблеми. 1нформащя щодо реального характеру роботи та коректна ощнка несучо! здатносп з'еднань критично важливi для забезпечення надшносп та ефективносп конструкци в цшому. На сьогодняшнш день вимоги щодо забезпечення несучо'1 здатносп з'еднань дерев'яних конструкцш визначають чинш в Укршш норми проектування [1]. Базовою величиною для розрахунку е характеристична мщнють вдавлення з'еднувального елемента в масив деревини. Даний параметр може бути визначений за емтричними формулами, що приведет в

нормах [1] або шляхом стандартних експериментальних дослщжень згщно [2].

Iснуючi дослщження з'еднань дерев'яних конструкцш охоплюють визначення типу руйнування, мщнють, залежносп «навантаження-деформащя» тощо для рiзних порщ деревини та титв з'еднувальних елемешгв. Так в робот! [3] представлеш результати оцшки мщносп вдавлення паралельно волокнам деяких м'яких та твердих порщ деревини, а також дослщжено взаемозалежнють мщносп вдавлення та мщносп на стиск. Автори дослщження [4] приводять даш для

деревини сосни паралельно,

перпендикулярно та тд кутом до волокон. В робот [5] експерименти виконуються вщповщно до методик за рiзними стандартами з анал^ичним порiвнянням ствставносп отриманих даних. Автори [6] експериментальш значення мiцностi вдавлення та залежносп «навантаження-деформащя» використовують в якост вихiдних параметрiв для моделювання роботи деревини в зош взаемодй з нагелем. Таким чином, наразi юнуе широка база даних про результати експериментально'ï ощнки щодо характеру взаемодй деревини та з'еднувальних елементiв, а також мщнюних та деформацiйних параметрiв з'еднання.

Тим не менше у випадках оптимiзащ'ï iснуючих або розробки нових титв з'еднань необхiдно враховувати фактичний характер роботи з'еднання. Застосування лише стандартних методик веде до нестачi шформацп про реальний розподш напружень в з'еднанш i характер його деформування.

Поеднання стандартних методiв дослiдження з нестандартними методиками необхщне для отримання бiльш детальноï шформацп про роботу з'еднання. Розумшня «внутр^ньо'].'» роботи елеменпв конструкцп потребуе застосування бiльш

шформативних методiв дослiдження, що забезпечують реестращю напружено-деформованого стану у виглядi полiв по поверхнi або об'ему елемента. Для виршення таких задач використовуються методи оптичноï фiзики, наприклад, голографiчна iнтерферометрiя [7-9]. Особливiстю методу е висока точшсть та можливють проведення вимiрювань на об'ектах без спецiальноï пiдготовки контрольованих поверхонь, а також простота штерпретацп отриманих даних. В галузi будiвельних конструкцш i матерiалiв голографiчнi методи використовуються для неруйшвного контролю технiчного стану, дослщження мiкро- та наноструктури тощо. Голографiчнi методи дозволяють

вiзуалiзувати рельеф поверхш об'екта внаслiдок деформацГï, розподш внутршшх

напружень, утворення мiкротрiщин, змшу модуля пружностi. З огляду на це, даш експериментальних дослiджень гологра-фiчними методами можуть бути використаш в якостi критерiю верифшаци скшченноелементних моделей елементiв конструкцiй або з'еднань.

Метод реестрацп полiв перемiщень засобами лазерно! штерферометрп для експериментального дослщження нагельних з'еднань дерев'яних елементiв було розроблено та апробовано авторами статп в робот [10].

Метою дано'1' роботи е дослiдження мiцностi та особливостей деформування деревини тд впливом металевого нагеля iз застосуванням методу лазерно!

голографiчно'i штерферометрп.

Методика дослщжень. Для оцiнки мiцностi та деформативносп деревини в зонi взаемодй з металевим нагелем (болтом) були виконаш експериментальш

дослщження зпдно [2] в комбшацп з методом лазерно'1 голографiчно'i

штерферометрп, який дозволяе отримувати даш про фактичний характер взаемодй елеменпв з'еднання у виглядi полiв перемщень по поверхнi зразка (iнтерферограм).

Стандартна методика випробувань полягае в наступному. Спочатку шляхом попередшх випробувань визначаеться очшуване максимальне навантаження Fmcx,est. При випробуванш величину навантаження поступово збшьшують до значення 0.4 Fmcx,est i утримують протягом 30 с. Шсля цього навантаження зменшують до 0.1 Fmcx,est та знову утримують протягом 30 с. Далi зразок навантажують до руйнування. Вважаеться, що зразок зруйнований при руйнуванш деревини або при досягненш величини деформацш 5 мм. Графш навантаження зразка приведено на рисунку 1.

Програма експерименту включала випробування 4 стандартних зразюв. Зразок представляв собою призму розмiрами поперечного перерiзу 120*30 мм, висотою 180 мм, виготовлений з деревини сосни. В кожному зразку був попередньо

висвердлений OTBip giaMeTpoM 13 мм, в який вставлявся металевий болт giaMeTpoM 12 мм.

Для визначення очшуваного

максимального навантаження Fmax,est на одному зразку було проведено попередне випробування до руйнування. Отримане значення склало Fmax,est=19.5 кН.

При випробуваннях вимipювaлoсь вертикальне змiщeння нагеля (болта) вщносно випробуваного зразка мiж металевою оснасткою, яка утримуе болт, та крайшми точками на piвнi центрально! oсi болта.

Для забезпечення одночасно! реетрацп iнтepфepoгpaм пoвepхнi зразка була разроблена оптична схема, загальний вигляд яко! приведено на рисунку 1.

Рис. 1. Просторова схема реестраци голографiчних штерферограм: 1 - опори голографiчно'iустановки;

2 - подушки-пневмоамортизатори;

3 - вiброзахищена платформа; 4 - лазер;

5 - оптичний затвор; 6, 9, 11— дзеркала;

7 - мкрооб'эктив; 8 - свтлоподтювач;

10 - фотопластинка з тримачем; 12 - штифт з силовими штоками; 13 - гiдроцилiндр; 14 - датчик зусилля; 15 - датчик осьового перемщення; 16 - зразок; 17 - навантажуючий пристрШ / Fig. 1. 3D scheme of the equipment for the registration

of the holographic interferograms: 1 - equipment supports; 2 - pneumodamper pads; 3 - vibroprotected platform; 4 - laser; 5 - light shutter; 6, 9, 11 - mirrors;

7 - micro lens; 8 - beam splitter; 10 - photographic plate with a holder; 12- dowel; 13 - hydraulic cylinder; 14 - force sensor; 15 - longitudinal displacement sensor; 16 - sample; 17 - loading device

Для проведения дослщжень

використовувалась голографiчиа установка, змонтована на сталевш базовш плит розмiром 1 300 х 2 400 мм, що розмщена на

пневмоамортизаторах. В якосл джерела когерентного випромшення було

використано газовий He-Ne лазер ЛГН-215, потужшстю 50 мВт. Реестращя

гoлoгpaфiчних штерферограм проводилась з використанням фотопластин ПФГ-01, що мають розподшьну здатшсть 2000 лин/мм та забезпечують отримання штерферограм з дифракцшною ефектившстю не менше 35 %.

Для виконання експериметв було виготовлено спещальне оснащення, яке забезпечуе передачу зусилля вщ гщроцилшдра до нагеля. Для забезпечення м^мального затшення дослщжувано! поверхш, вертикальш силoвi штоки (поз. 3 на рис. 2) виконаш з високомщно! кругло! erani малого дiaмeтpу. Передача навантаження на нагель виконувалась через натвкшьцевий ложемент (поз. 2 на рис. 2) з боку дослщжувано! поверхш дозволило зарееструвати поля перемщень в зош взаемоди нагеля та деревини. Розмщення датчика перемщень (поз. 6 на рис. 2) забезпечило оптичний доступ

дослщжувано! поверхш, що важливо для вивчення особливостей зони деформування.

Рис. 2. Загальний вигляд зразка для випробувань на вдавлювання: 1 - зразок, 2 - ложемент штифта, 3 - силовий шток, 4 - гiдроцилiндр, 5 - датчик зусилля, 6 - датчик осьового перемщення, 7 - нагель, 8 - навантажувальний пристрш / Fig. 3. A general view of the sample for the embedment tests: 1 - sample, 2 - lodgment of the dowel, 3 - stock for force transfer , 4 - hydraulic cylinder, 5 - force sensor, 6 - longitudinal displacement sensor, 7 - dowel, 8 - loading equipment

Результати. В результат випробувань були отримаш Kp™i залежностей «навантаження-перемщення» для

випробуваних зразкiв. Характерний графш приведений на рисунку 3. На графшу чiтко виявлена дiлянка, яка вщповщае максимальному навантаженню. За щею дiлянкою слiдуe поступове падiння навантаження, яке супроводжусться наростанням перемiщень. Це пов'язано з порушенням мiкроструктури деревини, формуванням та ростом трщин пщ поверхнею болта, що вiдповiдаe руйнуванню зразка. Руйнування зразкiв вiдбувалося внаслщок досягнення граничних деформацiй з утворенням трщин.

Рис. 3. Характерний графж залежностi «навантаження-перемщення» та 3D-вiзуалiзацiя деформовано'1 поверхнi зразка / Fig. 3. Characteristic "load-displacement" diagram and 3D-visualisation of the deformated surface of the sample

Завантаження зразка проводилось поетапно. На кожному етат навантаження виконувалась реестращя штерферограм. На основi отриманих штерферограм отримано тривимiрнi графши деформовано! поверхнi зразка (вiзуалiзацiя перемiщень) (рис. 3). Отримаш штерферограми (рис. 4) наочно вщображають характер та еволюцiю взаемодп болта з деревиною. На стадп 1-2 йде опресування контактуючих поверхонь об'екта дослiдження. По траекторГ! руху нагеля (уздовж поздовжньо! осi зразка) вщбуваеться «розпирання» дерев'яного бруса в нижнш частинi.

Стадп 3 та 4 вщповщають перерозподiлу зон деформацГ!, формуеться

надшнии контакт опорно! поверхнi зразка з нерухомою основою та починаеться формування зони взаемодп пiд нагелем. На стадiях 5 та 6 спостерiгаються процеси псевдотекучест через локальну деструкцiю на мiкрорiвнi матерiалу. 1нтерферограми мають низькии контраст та зони втрати зображення, що викликано вщсутнютю стабiльностi положення дослщжувано! поверхш пiд час експонування. Протягом стадш 7-11 формуеться деформацiИниИ «гребшь» уздовж вертикально! ос зразка. На стадiях 12 та 13 з'являються першi ознаки формування аномальних зон деформацп зразка. Стадп 14-15 вщповщають початку руИнування зразка, яке починалося з видимого сплющення волокон деревини пщ поверхнею болта. На стадп 16 рiвень деструкцп починае позначатися на несучш здатностi зразка, утворюються трiщини. По поверхнi контакту Иде безперервна локальна деформацiя, що проявляеться як зона втрати штерференцшних смуг. Деформацп продовжують рости, що обумовлюеться порушенням макроструктури деревини та розвитком трiщин. Максимальне навантаження досягалося в межах 3...4 мм вертикального перемщення.

На основi отриманих в результат експериментв величин руйшвного навантаження було визначено мщшсть вдавлення^ [2]:

fh Fmax/dt,

(1)

де Fmax - максимальне навантаження, Н; d - дiаметр нагеля, мм; t - товщина зразка, мм.

Для оцiнки отриманих

експериментальних даних мiцностi вдавлення було виконано порiвняння з теоретичним значенням fh,теор за емтричною залежшстю, згiдно [1]:

2,теор

-0.082(1-0.01d)p,

(2)

де d - дiаметр нагеля, мм; р=470 кг/м -густина деревини випробуваних зразюв. Отримаш даш приведет в таблищ.

Таблиця

Результати визначення мщносл вдавлення / The results od determination of the embedment strength

Зразок F max , кН fb МПа fh, теор, МПа кз-100([к-Л,теор) /fh,%

0 19.5 54.2 37.4

1 14 38.9 33.9 12.8

2 21 58.3 41.8

3 20 55.5 38.9

Результати випробувань мали задовшьну повторювашсть. Мщнють вдавлення зразюв деревини в ус1х випадках перевищуе теоретичне значення згщно вимог проектування. Для трьох зразюв мщнють вдавлення становила

54,2...58,3 МПа, що на 37,4...41,8 % бшьше теоретично визначено! величини. Виключення становив зразок № 1, мщнють якого (38,9 МПа) найбшьш близька до теоретично!.

Рис. 4. Характер руйнування зразка (а) та ряд Штерферограм поверхнг зразка, отриманих при поетапному навантажент (б) / Fig. 4. The character of sample failure (а) and the row of interferograms obtained for step-by-step

loading (б)

Висновки. Для ощнки мщносп та деформативносп деревини в зош взаемоди з металевим нагелем (болтом) були виконаш експериментальнi дослщження з

використанням стандартних методик в поеднаннi з методом оптично'1 фiзики (лазерно'1 голографiчноi штерферометри).

В результат випробувань були отримаш кривi залежностей «навантаження-перемiщення» для випробуваних зразюв. Максимальне навантаження досягалося в межах 3...4 мм вертикального перемщення. Мщнють вдавлення деревини становила 54,2...58,3 МПа (для одного зразка 38,9 МПа).

На кожному етат навантаження виконувалась реестращя штерферограм, якi наочно вщображають характер та еволюцiю взаемоди болта з деревиною. На основi отриманих штерферограм отримано тривимiрнi графши деформовано'1 поверхнi зразка (вiзуалiзацiя перемщень).

Отриманий комплекс даних щодо особливостей взаемоди деревини та нагеля, кривi залежностей «навантаження-перемiщення» та мщнють вдавлення деревини в подальших дослщженнях буде використано для розробки та верифшаци розрахунково'1 моделi болтового з'еднання дерев'яних елемеипв з урахуванням нелшшно! роботи.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. ДБН В.2.6-161:2017. Дерев'янi конструкций Основт положения / MiHicTepcTBO регiонального розвитку та бyдiвництва Украни. - Кшв, 2017. - 111 с.

2. EN 383:2007. Timber structures. Test methods. Determination of embeding strength and foundation values for dowel type fasteners. - European Committee for Standardization (CEN). - Brussels, 2007. - 11 c.

3. Glisovic I. Embedment test of wood for dowel-type fasteners / I. Glisovic, B. Stevanovic, T. Kocetov-Misulic // Wood Research. - Vol. 57 (4). - 2012. - Pp. 639-650.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

4. Henrique de Almeida D. H. Embedment Strength of Pinus sp. Wood to Metal Pins / Henrique de Almeida D. H. et al. // Advanced Materials Research. - Vol. 884-885. - 2014. - Pp. 653-656.

5. Molina J. C. Embedment strength of steel dowel in wood specimens according to ABNT NBR 7190:1997 and ASTM D5764: 2007 Standards. / J. C. Molina, Rodrigues de Oliveira D., M. Negreli, E. A. F. Friedmann Pallarolas // Ingeniare. Rev. chil. ing. - Vol. 25 (3). - 2017. - Pp. 492-500.

6. Cristovâo L. dos Santos Embedment strength characterization of pine wood. Numerical study of the non-linear behaviour / Cristovâo L. dos Santos, Abilio M. P. de Jesus, José J. L. Morais // Ciência & Tecnologia dos Materiais.

- Vol. 27, iss. 1. - 2015. - Pp. 15-26.

7. Jones R. Holographic and Speckle Interferometry. A Discussion of the Theory, Practice and Application of the Techniques. Cambridge et al. / R. Jones, C. Wykes // Cambridge University Press. - 1983. - 342 p.

8. Голографические интерференционные методы измерения деформаций : монография / [Ю. И. Островский, В. П. Щепинов, В. В. Яковлев]. - Москва : Наука, 1988. - 248 с.

9. Александров Е. Б. Исследование поверхностных деформаций тел с помощью голограммной техники / Е. Б. Александров, А. М. Бонч-Бруевич // ЖТФ. - 1967. - Т. 37, вып. 2. - С. 360-369.

10. Savytskyi M. Investigation of nailed timber connections using the laser interferometry method / M. Savytskyi, S. Shekhorkina, A. Kesariyskyi, V. Kondrashchenko, S. Dukat // Slovak Journal of Civil Engineering. - Vol. 26 (4).

- 2018. - Pp. 32-38.

REFERENCES

1. DBN В.2.6-161:2017 Derev'yani konstrukcii. Osnovny polozhennya [Timber structures. General aspects]. Ministry of Regional Development and Construction of Ukraine, Kyiv, 2017, 11 p. (in Ukrainian).

2. EN 383:2007. Timber structures. Test methods. Determination of embeding strength and foundation values for dowel type fasteners. - European Committee for Standardization (CEN), Brussels, 2007, 11 p.

3. Glisovic I., Stevanovic B. and Kocetov-Misulic T. Embedment test of wood for dowel-type fasteners. Wood Research, vol. 57 (4), 2012, pp. 639-650.

4. Henrique de Almeida D. H. et al. Embedment Strength of Pinus sp. Wood to Metal Pins. Advanced Materials Research, vol. 884-885, 2014, pp. 653-656.

5. Molina J.C., Rodrigues de Oliveira D., Negreli M. and Friedmann Pallarolas E.A.F. Embedment strength of steel dowel in wood specimens according to ABNT NBR 7190:1997 and ASTM D5764: 2007 Standards. Ingeniare. Rev. chil. ing., vol. 25 (3), 2017, pp. 492-500.

6. Cristovâo L. dos Santos, Abilio M.P.de Jesus and José J.L.Morais. Embedment strength characterization of pine wood. Numerical study of the non-linear behaviour. Ciência & Tecnologia dos Materiais, vol. 27, iss. 1, 2015, pp. 15-26.

7. Jones R. and Wykes C. Holographic and Speckle Interferometry. A Discussion of the Theory, Practice and Application of the Techniques. Cambridge et al., Cambridge University Press, 1983, 342 p.

8. Ostrovskyi Yu., Schepinov V. and Yakovlev V. Golograficheskie interferencionnye metody izmereniya deformaciy [Holographic interference methods of measuring deformations]. Moscow : Science, 1988, 248 pp. (in Russian).

9. Aleksandrov Yu. and Bonch-Bruyevich A. Issledovanie poverhnostnykh deformaciy tel s pomoschyu gologramnoy tehniki [Investigation of the surface deformations of bodies with the help of a hologram technique]. Zhurnal tehnicheskojfiziki [Journal of Technical Physics]. Vol. 37, 1967, pp. 360-369 (in Russian).

10. Savytskyi M., Shekhorkina S., Kesariyskyi A., Kondrashchenko V. and Dukat S. Investigation of nailed timber connections using the laser interferometry method. Slovak Journal of Civil Engineering, vol. 26 (4), 2018, pp. 32-38.

Надшшла до редакцп 18.07.2019 р.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.