CC BY
38
ДЕРЕВООБРАБОТКА
- класс термообработки (в зависимости от требования к конечным свойствам материала и назначения продукции) не оказывает существенного влияния на предел прочности при статическом изгибе термически модифицированной древесины;
- предел прочности термически модифицированной древесины при статическом изгибе изменяется в зависимости от интенсивности выхода на максимальную температуру, при повышении интенсивности предел прочности уменьшается (прочность образцов, высушенных при мягких режимах сушки, выше, чем прочность образцов, высушенных при форсированных режимах сушки);
- предел прочности термически модифицированной древесины при статическом изгибе изменяется в зависимости от уровня расположения древесины в бревне (зоны ствола) (прочность древесины уменьшается по направлению от комля к вершине, образцы, выпиленные из комлевой части бревна, имели большую прочность, чем образцы, выпиленные из вершинной части);
- предел прочности термически модифицированной древесины, при классах термообработки S и D, изменяется в зависимости от удаленности от центра бревна (прочность возрастает по направлению от центральной зоны бревна к периферической).
Результаты свидетельствуют о снижении предела прочности древесины при термической модификации, что должно быть учтено при проектировании изделий, подвергающихся повышенным нагрузкам.
Библиографический список
1. Уголев, Б.Н. Древесиноведение с основами лесного товароведения: учебник для лесотехнических вузов. - 4-е изд / Б.Н. Уголев. - М.: МГУЛ, 2005. - 340 с.
2. ЭБИСУ [Электронный ресурс] / Сайт компании
Эбису. URL: http://www.ebisuwood.ru/en/tmd-
properties (дата обращения: 28.04.2011).
3. Anonymous, 2003. ThermoWood Handbook. [Электронный ресурс] / Сайт Finnish Thermowood Association. Helsinki, Finland - 63 с. URL: http:// www.thermowood.fi/ (дата обращения: 28.04.2011).
4. Kallander B., Bengtsson C. High Temperature drying of Norway Spruce: effects of elevated temperature on wood properties. SP Swedish National Testing and Research Institute, Box 857, 501 15 Boras Sweden. ex proceedings: COST E15 Conference, Athens, N.A.G.R.E.F., 22-24 April 2004. - 10 с.
5. Waldemar Homan, Boke Tjeerdsma, Erwin Beckers and Andre Jorissen. [Электронный ресурс] / Structural and other properties of modified wood. URL: http://timber.ce.wsu.edu/Resources/papers/3-5-
1.pdf - 8 с. (дата обращения 28.04.2011).
6. Giebeler, E. Dimensionsstabilisierung von Holz durch eine Feuchte/Warme/Druck- Behandlung. Holz als Roh- und Werkstoff 41, 1983. - с. 87-94.
7. APROW [Электронный ресурс] / Научно-производственное предприятие «Апров» URL: http:// termoderevo.com.ua/ (дата обращения 28.04.2011).
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРОЧНОСТИ
древесно-стружечных плит при чистом сдвиге
Д.В. ТУЛУЗАКОВ, доц. каф. сопротивления материалов МГУЛ, канд. техн. наук,
Ю.Г. ЛАПШИН, проф. каф. сопротивления материалов МГУЛ, д-р техн. наук,
А.С. АРХИПОВ, асп. каф. сопротивления материалов МГУЛ
о- , о-в2 - пределы прочности при сжатии в главных направлениях анизотропии;
тв0 - предел прочности при сдвиге по главным направлениям анизотропии;
т+в45, т-в45 - пределы прочности при сдвиге под углом ±45° к главным направлениям анизотропии для двух направлений касательного напряжения.
При оценке прочности древесно-стружечных плит в угловых соединениях корпусной мебели приходится использовать критерии прочности для анизотропных материалов [1].
Для этого необходимо экспериментально определить такие показатели механических свойств [2, 3], как
о+в1, о+в2 - пределы прочности при растяжении в главных направлениях анизотропии;
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 5/2011
105
ДЕРЕВООБРАБОТКА
пытаний при чистом сдвиге
0,3 0,5 0,7 0,9 1,1 5, мм
в
Рис. 3. Диаграммы «Р-8» (нагрузка-перемещение) для определения: а) тв; б) т+45; в) т-45
Рис. 2. Образец, закрепленный в пресс-машине Instron
Если показатели прочности древесностружечных плит при растяжении, сжатии определить несложно, то определение прочности при чистом сдвиге можно выполнить, используя методику, предложенную В.В. Ту-лузаковым [4] для исследования чистого сдвига натуральной древесины. В соответствии с этой методикой на кафедре сопротивления материалов МГУЛ было изготовлено приспособление и образцы (рис. 1) для испытаний древесно-стружечных плит при чистом сдвиге.
Определение показателей прочности проводили при чистом сдвиге по этой методике, а показатели прочности при растяжении (изгибе-сжатии) определяли стандартными методами.
На рис. 2 представлен рабочий момент исследований чистого сгиба.
Прочность при сжатии определяли по стандартным методикам для натуральной древесины. Поскольку по толщине плита имеет различную плотность, показатели механических свойств определяли для наружных и внутренних слоев плиты. Кроме того, определяли плотность наружных и внутренних слоев.
106
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 5/2011
ДЕРЕВООБРАБОТКА
Таблица
Соотношение показателей прочности ДСтП
Наружный слой Внутренний слой
0+1н = 0и о+1в = 12,5 Ор
0 2н 0отр 0,82°и Q to + II С|
0 1в 20оотр 15,6°и о“1в = 10 Ор
0 2в 23оотр 19,6°и 0 2в 23 0р
Тн 2,2оотр 0,2ои Тв 2,2 0р
т+в = 10оотр = 0,82ои т+в = 10 Ор
т-в = Оотр = 0,082ои Т в 0р
Касательные напряжения при испытаниях на чистый сдвиг определяли по выражению [1]
т = P / 2bRsina0,
где P - разрушающее усилие, кН; b - толщина образца, мм;
R - радиус сечения образца, на который приложено усилие P; а0 - угол, представленный на рис. 1.
На рис. 3 представлены диаграммы «нагрузка-перемещение» при проведении испытаний на чистый сдвиг. Как видно из этих диаграмм, деформирование при этом вплоть до разрушения носит линейный характер. При сжатии (особенно в направлении, перпендикулярном пласти плиты) происходит уплотнение материала так же, как у натуральной древесины.
В результате испытаний получены следующие результаты:
- плотность плиты р = 790 кг/м3;
- плотность наружных слоев рн = 930 кг/м3;
- плотность внутренних слоев рв = 650 кг/м3;
- прочность при изгибе ои = 20,4 МПа;
- прочность при растяжении перпендикулярно пласти о = 0,64 МПа;
- прочность при отрыве наружного слоя о = 1,65 МПа;
- прочность при изгибе внутреннего слоя о = 8 МПа;
- прочность при чистом сдвиге внутреннего слоя т+ = 6,2 МПа, т~ = 0,64 МПа,
в45 5 5 в45 5 5
т = 1,4 МПа.
в
Прочностные характеристики [2, 3] ортотропного материала должны удовлетворять условию
(1/ 0+в1 - 1/ 0-в1) - (1/ 0+в2 - 1/ 0-в2) =
= (1/ Т+в^ - 1/), (1)
где индекс «в» означает внутренние слои плиты.
Проверим, соответствуют ли полученные экспериментальные данные для среднего слоя соотношению
(1/8 -1/15,4) -1/0,64 - 1/6,67) =
= (1/6,2 - 1/0,64)1,35=1,4
Расхождение менее 5 % позволяет заключить, что соотношение (1) выполняется.
Таким образом, для приблизительной оценки показателей прочности древесно-стружечных плит как анизотропного неоднородного материала по результатам стандартных (о , о , о ) испытаний можно пользоваться данными таблицы.
Библиографический список
1. Лапшин, Ю.Г Прочность угловых соединений корпусной мебели из древесно-стружечных плит / Ю.Г Лапшин, Д.В. Тулузаков, А.С. Архипов // Вестник МГУЛ - Лесной вестник. - 2010. - № 6.
2. Ошкенадзи, Е.К. Вопросы анизотропии прочности / Е.К. Ошкенадзи // Механика полимеров. - 1965. - №2.
3. Гольденблат, И.И. Критерии прочности анизотропных стеклопластиков / И.И. Гольденблат, В.А. Копнов // Строительная механика и расчет сооружений. - 1965. - №5.
4. Тулузаков, В.В. Исследование чистого сдвига древесин: дисс. ... канд. техн. наук / В.В. Тулузаков. - М., 1969.
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 5/2011
107
