CC BY
11
90
40 - i , i i , . . . . ; , i ; I 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 Расстояние от пропиленной кромки (ближней к центру бревна), мм
Рис. 2. Распределение углов наклона годичных слоев к пласти доски при секторном способе распила: 1- центральная доска 1 наружная и внутренняя пласти;
2 - боковая доска 2 наружная пласть; 3 - боковая доска 2 внутренняя пласть;
4 - боковая доска 3 наружная пласть; 5 - боковая доска 3 внутренняя пласть;
6 - боковая доска 4 наружная пласть; 7 - боковая доска 4 внутренняя пласть
Аналогично с развально-секторным способом раскроя [1], выход радиальных пиломатериалов при секторном способе раскроя составляет 93 % от объемного выхода пиломатериалов. Опытный раскрой реальных бревна в производственных условиях подтвердил полученные результаты.
Литература
1. Клишова В.С. Теоретическая оценка радиальности пиломатериалов при развально-секторном способе раскроя / В.С. Клишова, Н.Г. Лукьянова, П.Н. Рыбицкий, О.Б. Ференц // Проблемы развития дизайна и композиции художественных изделий : матер. Междунар. на-уч.-техн. конф. (Архангельск, 18-21 мая 2010) / под ред. П.Н. Рыбицкого. - Архангельск : Изд-во Северного (Арктический) федерального ун-тета, 2010. - 163 с. - С. 23-28.
Лук'янова Н.Г., Рибщький П.Н., Ференц О.Б., Ференц А.О. Теоретична оцшка радiальностi пиломатерiалiв при секторному cnoco6i розкрою
Розглянуто секторний споаб розкрою. Проаналiзована радiальнiсть пиломате-рiалiв, отриманих при секторному способi розкрою. Побудована графiчна модель розкрою з вказiвкою купв нахилу рiчних шарiв до пласт дошки.
Lukyanova N.G., Rybitskiy P.N., Ferents O.B., Ferents А.О. Theoretical estimation of lumber radiality at the sector way of cutting
The sector way of cutting is considered. Radiality of the saw-timbers is analysed. Theoretical estimation of lumber radiality at the sector way of cutting.
УДК 634.0.812 Асист. Л.О. Флуд -НЛТУ Укршни, м. Львiв
ПОБУДОВА КРИТЕР1Ю ТРИВАЛО1 МЩНОСТ1 ДЛЯ ДЕРЕВИНИ
Узагальнено критерш короткочасно'1 мщносп Е.К. Ашкеназi на довгочасну мщшсть. Розроблено методику визначення тензора довгочасно'1 мщносп ортотроп-них матерiалiв. На п основi встановлено функщональш залежносп для обчислення значень його компоненпв тензора довгочасно'1 мщносп деревини.
Науковий тсиик НЛТУ УкраТни. - 2011. - Вип. 21.7
Актуальшсть та аналiз вiдомих результатiв. На сьогодш дослщже-но конструктивну мiцнiсть деревини з рiвномiрно розподiленими полями напружень, деформацш, вологи, та температури [1-2, 4, 5]. Але в умовах теп-ломасообмшу розподiл цих полiв е нерiвномiрним [6], а !х дiя тривалою. От-же, актуальними е задачi визначення мiцностi деревини зi змiнними у часi i за координатами точок середовища матерiалу полями напружень. Одним iз шляхiв вирiшення е узагальнення iснуючих критерйв короткочасно! мiцностi на довгочасну мщшсть. У такiй постановцi задачi доцшьно обмежитися роз-глядом тих критерив, як узгоджуються з результатами експериментальних випробовувань деревини на мiцнiсть, зокрема розглядом критерш Е.К. Аш-кеназi [1]. Цей критерiй е результатом апроксимацй експериментальних дос-лiджень поверхш мiцностi деревини для короткочасних навантажень. Вш за-довiльно описуе закономiрностi опору матерiалу процесам руйнування за-лежно вiд орiентацil прикладених одновюних механiчних зусиль.
У розгорнутiй формi запису для деревини з плоским напруженим станом у тангентально-радiальнiй площиш структурно! симетрй цей критерш мае вигляд
(«11117П + а2222722 + 2а112271(722 + 4а1212^12)2 - 7П - СТ^ - 711722 - ^12 = 0 . (1)
Компоненти а1кпт тензора короткочасно! мiцностi, зокрема для одна-кових iндексiв (к = п = т = /) у (1) визначають з одновiсних випробовувань де-ревних зразкiв на розтяг (стиск). Значення а1кпт е обернено пропорцшш межi мiцностi
«1111 = V70 , «2222 = V°90 , (2)
де: 70 - межа мiцностi матерiалу при одновiсному розтязi в напрямку ос х, 790 - межа мщносл матерiалу при одновiсному розтязi в напрямку осi у.
Значення величин %кк визначають за формулою
-4111 (3)
2аП22 =-------, (3)
(745 &0 ^90 Т
де 745 - межi мiцностi при розтягу (стиску) в дiагональному напрямi, який з осями симетрй х, у становить кут 450 i лежить у площиш х, у.
Аналiз формул (1)-(3) свiдчить, що компоненти тензора короткочасно! мiцностi а1кпт е сталими величинами, у них не враховано впливу часу, температури та вологи деревини на поверхню мщност в явному виглядь Отже, ви-користання критерiю мiцностi Ашкеназi Е.К. у задачах визначення техноло-пчно! мiцностi пиломатерiалiв в умовах гiдротермiчного оброблення можли-ве лише за умови узагальнення сшввщношень (1)-(3) на область довгочасно! мiцностi.
Побудова критер^ тривалоТ мiцностi деревини. Для врахування впливу часу дй напружень 7к на мiцнiсть деревини скористаемося результатами дослщжень [2], де сформульовано основш правила переходу вщ короткочасних до довгочасних критерйв мiцностi. Виходячи iз зазначених робгг для досягнення поставлено! мети запишемо (1) у виглядi
аП 1СС11 + а2222с22 + 2а1111а2222сл<с22 + ^шСп^ + 4а1111а1122с\\с22 +
2^2
+4аш1а11220"11<Г^2 —
1
2
■а1111<Тп
1
■ а2222&22. - а11°22 = 0
(4)
а1111 а2222
Використаемо замiну доданкiв а{кптскспт суми лiвоl частини умови
т*
(5) на оператори \Qfknm(т*-т)спк(т)ст(т)^, де: О.(Ыт{т*-т) - тензори дов-
0
гочасно! мiцностi, якi характеризують залежнiсть механiчних властивостей матерiалу вщ часу його перебування пiд навантаженням с (т*); т* - трива-лiсть ди компонентiв напружень с (т*), за який напружено-деформiвний стан матерiалу досягне граничного значення, межi мiцностi. Внаслiдок тако! замь ни одержимо узагальнення критерда Е.К. Ашкеназi.
Л2 Л
\2
| Ош1(т* - т)с121(т)^т + | О2222(т* - т)сС;2(тУт
V 0
у V 0
т*
+
2
+2| О1111(т* - т)с121й?т * | О.2222(т* - т)с22(т)дт +
0 0 \2
т* \ т*
I ^1Ш(т* - т)С11(т)С22(т)^т + 41 122(т* - т)сц(т)с22(т)^
V 0
У 0
т*
(5)
О1111(т* - т)с1^т +4-1 ^1122(т* - т)с11(т)а22(т^т
0 а2222 0
т* 1 т*
*| ^2222(т* - т)с22(т)йГ--| О1111(т* - т)с121^т -
0 а1111 0
1 т* 1 т*
-| ^2222(т* - т)с22(т№т--| ^1122(т* - т)сц(т)с22(т)^ = 0
а2222 0 а1122 0 Невiдомi компоненти Огкпт визначають погодженням умови (3) з результатами експериментальних вимiрювань тривало! мiцностi деревини.
Методика визначення компонентов тензора довгочасноТ мiцностi деревини в основних напрямках ашзотрошТ. За даними робiт [1, 3] кривi довгочасного опору деревини хвойних порщ вздовж та поперек волокон для одновюного стиску (розтягу) описуються експоненцiальними залежностями вигляду
с
(т. )
с»)
и м
С )
Смдо
сМ")
м
+
м
1 -
Смдо
с
м
ехр
/ л т*
V аИ У
(6)
де: сМг), сМдо - межi мiцностi та довгочасного опору матерiалу вздовж основних напрямюв ашзотропи, якi визначаються шдексами (и); а - час релакса-
цп кривих довгочасного опору. Зазначимо, що величини сМг), сМ')о, а зале-жать вщ рiзних факторiв, зокрема вщ вологостi, температури, породи деревини, способу навантаження (стиск, розтяг, зсув) тощо.
Науковий вкник НЛТУ УкраТии. - 2011. - Вип. 21.7
З шшого боку, зпдно з (5), у разi одновiсного розтягу чи стиску для ац(т*) повинна виконуватися рiвнiсть
1 т*
— | Ош \{т* -
«1111
0
| О1111(т* - г)а121(г)^г V о у
яку шсля деяких математичних перетворень запишемо у виглядi
1
<гц(г*)
У
(7)
(8)
Пии\Oiiii (т* -т)<Лт
Поставивши (6) у (8), отримаемо
т*
\Oiiii (т* -т)<т
Г (и)! 2
гт(") и м
Пцц
(9)
(и) *(")
и м
+
1-
(й) ^ °М6о
гт"
(
ехр
/ л т*
V ап У
Звщси, продиференцiювавши (9) по параметру т*, одержимо шуканi функцiональнi залежностi для компонентiв тензора довгочасно! мщност вiд аргументу (т* - т) для деревини хвойних порiд
&ии (* -т)=-
2ПШ(1 -аМЗо /а'М )ехр
/ л
т* -т
а
а у
и м
а
&& +(1 - <?Мдо / ) ехР
-Л»)
т* -т
\\3 ■
(10)
а
11 у у
Висновки. Узагальнено критерш короткочасно! мiцностi Е.К. Ашке-назi на довгочасну мiцнiсть. Отримано аналгтичш спiввiдношення для визна-чення компонент тензора довгочасно! мiцностi з результатами експеримен-тальних випробовувань матерiалу.
Лггература
1. Ашкенази Е.К. Анизотропия конструкционных материалов / Е.К. Ашкенази, Э.В. Га-нов. - Л. : Изд-во "Лесн. пром-сть", 1972. - 216 с.
2. Белянкин Ф.П. Деформативность и сопротивляемость древесины как упруго-вязко-пластического тела / Ф.П. Белянкин, В.Ф. Яценко. - К. : Изд-во АН УССР, 1957. - 18б с.
3. Гольденблат И.И. Длительная прочность в машиностроении / И.И. Гольденблат, В.Л. Бажанов, В. А. Копнов. - М. : Изд-во "Машиностроение", 1977. - 248 с.
4. Леонтьев Н.Л. Длительное сопротивление древесины / Н.Л. Леонтьев. - М. : Гослес-бумиздат, 1957. - 132 с.
5. Соколовський Я.1. Мехашчш властивост деревинних композитних матер1ал1в / Я.1. Соколовський, М.Л. Прник, 1.М. Шикеринець, Б.П. Поберейко // Препринт, № 95.8. -УкрДЛТУ, 1996. - 53 с.
6. Соколовський Я.1. Дослщження волопсних 1 залишкових напружень у процес су-шшня / Я.1. Соколовський, Б.П. Поберейко // Науковий вюник УкрДЛТУ : зб. наук.-техн. праць. - Льв1в : Вид-во УкрДЛТУ. - 1998. - Вип. 8.1. - С. 196-207.
ФлудЛ.О. Построение критерия длительной прочности для древесины
Обобщен критерий кратковременной прочности Е.К. Ашкенази на долговременную прочность. Разработана методика определения тензора долговременной прочности ортотропных материалов. На ее основе установлены функциональные зависимости для вычисления значений его компонентов тензора долговременной прочности древесины.
1
2
FludL.O. Construction strength criterion for long wood
A synthesis of short-term strength criterion E.K. Ashkenazi long-term strength. The method of determining long-term strength tensor of orthotropic materials. It was used to set the functional dependence for calculating the tensor components, long-term strength of wood.
УДК 630.*36(100) Асист. Н.В. Шевченко - НЛТУ Укршни, м. Львiв
АНАЛ1З РЕЗУЛЬТАТ1В МОДЕЛЮВАННЯ ПОСТУПАЛЬНОГО РУХУ Л1СОВОЗНОГО АВТОМОБ1ЛЯ ТА ОПТИМ1ЗАЦ1Я ЙОГО
ОСНОВНИХ ПАРАМЕТР1В
Розглянуто результати моделювання поступального руху типовим маршрутом люовозного автомобшя на 1-У та на V передачах коробки передач. За результатами моделювання розв'язано частковi задачi багатокритерiальноi оптимiзащi основних параметрiв лiсовозного автомобiля з рiзними наборами критерив та зроблено пор!в-няльний аналiз результатiв оптимiзацii.
Покращити тягово-швидюсш, паливно-економ1чш властивоеп чи транспортну продуктившсть люовозного автомобшя (ЛА), що е тягачем автопотяга, можна шляхом оптимального вибору його основних параметр1в. За основш параметри автопотяга, як потр1бно оптим1зувати, прийнято: вантаж-шсть автопотяга тд 1 власну масу люовозного автомобшя-тягача т; макси-мальну теоретичну швидюсть Утах автопотяга, що вщповщае мш1мальному загальному передатному числу итр min; максимальну потужшсть Ые тах 1 номь нальну частоту обертання вала двигуна п^.
Розглядаемо дв1 частков1 задач! оптим1заци для визначення цих пара-метр1в за результатами моделювання розгону з м1сця автопотяга на 1-У передачах та за результатами моделювання розгону до задано! швидкост на V передач: коробки передач, 1 з р1зними наборами критерив.
Отримати анал1тичний опис критерив оптим1заци можна шляхом ма-тематичного моделювання поступального руху, крутильних коливань у тран-смюи та вертикальних коливань автомобшя з подальшою апроксимащею за-лежностей критерив з урахуванням параметр1в автомобшя, дороги та вод1я. Прийнято один з ймов1рних вар1ант1в маршруту вивезення деревини на шд-приемствах люового господарства, у якому усереднена частка дорш з асфаль-товим покриттям становить 55 %, щебеневим - 35 %, грунтових - 10 % у загальному маршрут! вивезення деревини автопотягами.
Для першо! задач1 багатокритер1ально! оптим1заци, беручи до уваги ДСТУ [1], взято таю критери: ^озг60, с - час розгону до 60 км/год; V, с - час розгону до деяко! кшцево! швидкост Vk^; 060с, л/100 км - середня витрата паль-ного за час розгону до V=60 км/год; Gtk, л/100 км - витрата пального на момент кшця розгону до Vk, км/год; Gck, л/100 км - середня витрата пального за час розгону до Vk, км/год; Жск, т-км/год - середня продуктившсть для розгону до Vк км/год; Жк, т-км/год - продуктившсть на момент кшця розгону к коли V=Vk км/год; &мг, Н^м - середне квадратичне в1дхилення динам1чного крутного моменту у валах трансмюи, визначене для розгону тшьки на V передач^
За критери оптим1заци у другш задач1 оптим1заци прийнято: G100 - витрата пального, л/100 км; Ж - продуктившсть люового автопотяга, т-км/год;
