Часть 1. Испытание на сжатие.

Часть 1.

Определение предела прочности при сжатии древесины вдоль волокон.

Цель работы:

1. Испытать образец древесины на сжатие вдоль волокон до разрушения.

2. После испытания вынуть приспособление с образцом и записать в рабочую тетрадь показания табло максимальной нагрузки.

Рис 1. Испытание образцов древесины на сжатие вдоль волокон с помощью центрирующего приспособления; 1, 2 – верхняя и нижняя опорные плиты машины; 3 – шаровая опора; 4 – образец; 5 – пуансон; 6 – колпачок.

3. Осмотреть разрушенный образец, обратить внимание на характер его разрушения.

4. Вычислит предел прочности древесины при сжатии вдоль волокон.

5. Пересчитать полученный предел прочности на стандартную влажность 12%

6. Результаты определения предела прочности древесины на сжатие записать в таблицу 1.

7. Подсчитать нормативное и расчетное сопротивление древесины.

Таблица 1

№ обр	W, %	Размеры поперечного сечения	Р, Н	σwс,МПа	σ12с,МПа
a, см	b, см
	7,5	2,0	2,1		85,71	70,28
	8,5	2,1	2,2		73,59	63,28
	7,6	2,1	2,1		72,56	59,78
	8,0	2,1	2,0		57,00	47,88
	7,0	2,1	2,1		74,82	59,85

 

Предел прочности древесины при сжатии вдоль волокон:

σ_w^с = P/F

где Р – максимальная нагрузка, F=ab – площадь поперечного сечения образца.

Пересчет пределов прочности σ_w^с на стандартную влажность 12% производится: для образцов с влажностью меньше предела гигроскопичности:

σ₁₂^с = σ_w^с(1+α(W-12)),

где α – поправочный коэффициент, равный 0,04 на 1% влажности, W – влажность образца в момент испытания,%

Часть 2.

Определение предела прочности древесины при статическом изгибе

 

Цель работы:

1. Испытать образец на поперечный изгиб до разрушения.

Рис.2 Испытание древесины на статический изгиб. А) Нагруженный в одной точке по середине

2. Вычислить предел прочности древесины при статическом изгибе σ_w^и с погрешностью не более 1 МПа

3. Пересчитать полученный предел прочности σ_w^и на влажность 12%.

4. Пересчитать нормативное и расчетное сопротивление древесины.

5. Записать в журнал лабораторных работ результаты испытания древесины на статический изгиб (Таблица 2)

№ обр.	W,%	Размеры поперечного сечения	Р,Н	σwи,МПа	σ12и,МПа
b,см	h,см	W,см3
	5,8	2,5	2,2	2,29		230,58	173,39
	6,5	2,3	2,1	1,69		212,95	166,1
	7,0	2,2	2,2	1,77		185,95	148,76
	8,1	2,0	2,1	1,47		242,85	204,96
	9,0	2,4	2,0	1,6		183,75	161,7

Предел прочности древесины при статическом изгибе:

σ_w^и = (= (3Pl)/(2bh²)

где Р – разрушающая нагрузка,Н; l – расстояние между опорами = 24 см; b – ширина образца,см; h – высота обазца,см.

Пересчет полученного предела прочности σ_w^и на влажность 12%:

σ₁₂^и = σ_w^и(1+α(W-12))

где α =0,04 для всех пород древесины.

 

 

Часть 3.

Определение предела прочности древесины при скалывании вдоль волокон.

 

Цель работы:

1. Испытать на скалывание образец до разрушения.

 

Рис.3 Испытание древесины на скалывание вдоль волокон: 1 – нижняя опора машины; 2 – шаровая нажимная верхняя призма; 3 – образец; 4 – подвижная, на роликах планка; 5 – прижимное устройство.

2. Вычислить предел прочности при скалывании древесины.

3. Пересчитать предел прочности при скалывании с погрешностью не более 0,1 МПа на влажность древесины 12%

4. Записать результаты испытаний древесины на скалывание вдоль волокон (Таблица 3.)

 

№ обр.	W,%	Размеры поперечного сечения	Р,Н	τскw МПа	τск12 МПа
b,см	lck,см
	7,5	2,2	2,9		12,85	10,54
	7,7	2,2	2,8		11,04	9,14
	7,0	2,3	2,8		10,09	8,07
	7,5	2,2	2,7		12,96	10,63
	7,7	2,1	2,9		13,3	11,01

 

Предел прочности древесины при скалывании определяется по формуле:

τ^ск_w = Р/(bl_ck),

где Р – максимальная нагрузка, Н; l_ck – длина скалывания, см.

Пересчет предела прочности при скалывании с погрешностью не более 0,1 МПа на влажность 12% по формуле:

τ^ск₁₂ = τ^ск_w(1+α(W-12)),

где α =0,03 для всех пород древесины.

 

 

Обработка результатов

 

1. Испытание на сжатие:

Найдем среднеарифметическое значение временного сопротивления:

R^c_вр = =60 МПа

 

 

Найдем среднеквадратичное отклонение:

S = =

 

Найдем коэффициент вариации:

v = S / R^c_вр = 9,28/60 = 0,15

 

Найдем нормативное сопротивление:

R^c_н = R(1-αv) = 60(1-2,78 0,15) = 34,98 МПа

 

Найдем расчетное сопротивление:

R^c= = =15,9 МПа

 

Наименование	Rвр	Rн	R
Расчетное значение сопротивления		34,98	15,9
Значение сопротивления по СНиП 2-25-80

 

2. Испытание на изгиб:

Найдем среднеарифметическое значение временного сопротивления:

R_вр^и = =172 МПа

 

Найдем среднеквадратичное отклонение:

S = =

 

 

Найдем коэффициент вариации:

v = S / R^и_вр = 20,87/172 = 0,121

 

Найдем нормативное сопротивление:

R^c_н = R(1-αv) = 172(1-2,78 0,121) = 114,14 МПа

 

 

Найдем расчетное сопротивление:

 

R^и= = =30,04 МПа

 

Наименование	Rвр	Rн	R
Расчетное значение сопротивления	9,88	6,58	1,99
Значение сопротивления по СНиП 2-25-80		3,6	1,8

 

Выводы:

Часть 1. Испытание на сжатие.

 

Сравнивая значения временного сопротивления R_вр^с древесины полученное при сжатии вдоль волокон в результате расчета со значением из СНиП 2-25-80 (приложение 2) получаем:

60 МПа > 33 МПа требуемого временного сопротивления на 81,8%

Сравнивая значения нормативного сопротивления R^c_н древесины полученное при сжатии вдоль волокон в результате расчета с R^c_н из СНиП 2-25-80 (приложение 2) получаем:

34,98 МПа > 25 МПа требуемого расчетного сопротивления на 36,6%

Сравнивая значения нормативного сопротивления R^c древесины полученное при сжатии вдоль волокон в результате расчета с R^c из СНиП 2-25-80 (приложение 3) получаем:

15,9 МПа < 16 МПа требуемого расчетного сопротивления на 1%

Разрушение образцов древесины при сжатии вдоль волокон происходит пластично в результате потери устойчивости ряда волокон, о чем свидетельствует характерная складка.