ИСПЫТАНИЕ НА СЖАТИЕ ДЕРЕВА

 

Цель работы: Определить временное сопротивление дерева при сжатии вдоль и поперек волокон.

 

Анизотропными называются материалы, свойства которых различны в различных направлениях. Примером анизотропного материала является дерево, свойства которого различны при испытании вдоль и поперек волокон. Так, прочность дерева при сжатии вдоль волокон в 8 - 10 раз больше, чем при сжатии поперек волокон [1] .

Для испытания дерева на сжатие применяются образцы в форме кубика. На рис.9 приведены диаграммы сжатия дерева вдоль волокон (1)и поперек волокон (2).

При сжатии вдоль волокон обра­зец претерпевает сравнительно небольшие остаточные деформации. Диаграмма сжатия не имеет прямолинейного участка. После достижения нагрузкой наибольшего значения начинается разрушение с обмятием торцов и образованием поперечных складок. Нередко вместе с этим образуются и продоль­ные трещины.

При сжатии образца поперек волокон в начале диаграммы наблюдается наклонный прямолинейный участок до нагрузки , соответствующей пределу пропорциональности. При дальнейшем испытании диаграмма идет почти параллельно горизонтальной оси. Образец деформируется почти без увеличения нагрузки. Однако разрушения образца не происходит: он лишь спрессовывается. Значительный рост деформаций позволяет считать, что сопротивление образца исчерпано. За разрушающую принимают такую нагрузку , при которой кубик сжимается на 1/3 своей первоначальной высоты [1]. В дальнейшем за счет прессования сопротивление дерева возрастает, что приводит к увеличению нагрузки выше .

 

Подготовка образцов к испытанию

 

Измерить кубики. Вычислить площадь поперечного сечения каждогоиз них. Результаты записать в журнал лабораторных работ.

 

Проведение испытания 1

 

1. Установить образец на нижнюю траверсу испытательной мамины таким образом, чтобы направление волокон совпадало с направлением сжима­ющей нагрузки.

2. В записывающее устройство установить лист миллиметровой бумаги.

3. Плавно нагружать образец усилием до разрушения.

4. Из записывающего устройства извлечь диаграмму сжатия.

 

Результаты испытаний

Таблица 4

 

Вариант	материал	, кН
вдоль волокон	поперек волокон
	тополь
	ольха		2,5
	липа
	ель
	сосна
	бук
	ясень
	клен
	береза
	дуб

 

По окончании испытаний следует сделать вывод о форме разрушения образцов при испытании вдоль и поперек волок.

Все расчеты и выводы по работе занести в журнал лабораторных работ

 

Обработка результатов испытания 1

 

1. Ha диаграмме сжатия установить точку Е в том месте, где диаграмма достигает максимума.

2. Измерить ординату точки Е в мм и умножить ее на масштаб диаграммы. Полученное значение , записать в журнал лабораторных работ.

3. Вычислить временное сопротивление при сжатии вдоль волокон по формуле (5).

 

Проведение испытания 2

 

1. Установить образец на нижнюю траверсу испытательной машины таким образом, чтобы направление волокон было перпендикулярно направлению сжимающей нагрузки.

2. Взаписывающее устройство установить лист миллиметровой бумаги.

3. Плавно нагружать образец усилием до тех пор, пока его высота не уменьшится на 1/3.

4. Разгрузить образец.

5.Из записывающего устройства извлечь диаграмму сжатия.

 

Обработка результатов испытания 2

 

1. По шкале силоизмерительного устройства испытательной машины определить .

2. Вычислить временное сопротивление при сжатии поперек волокон по формуле (5).

3. Вычислитьотношение временного сопротивления при сжатии вдоль волокон к временному сопротивлению при сжатии поперек волокон.

 

Контрольные вопросы

 

1. Какие механические характеристики можно определить при испытании дерева на сжатие вдоль и поперек волокон?

2. Как происходит разрушение дерева при сжатии вдоль волокон и поперек волокон?

3. Во сколько раз прочность дерева при сжатии вдоль волокон больше прочности при сжатии поперек волокон?

4. Какие материалы называют анизотропными?

5. Как вычисляется временное сопротивление (предел прочности) дерева при испытании его на сжатие?

6. В каких координатах строят диаграмму сжатия?