Jaké mechanické vlastnosti má dřevo?

Dřevo je poměrně oblíbený materiál, který nachází své uplatnění v různých oblastech lidského života. Zároveň ne každý ví, že suroviny mají řadu jedinečných vlastností. Dnes se v našem článku podíváme blíže na mechanické vlastnosti dřeva.

Mechanické vlastnosti dřeva charakterizují celkovou kvalitu materiálu a jsou s ní přímo úměrné. Mezi nejdůležitější ukazatele mechanické pevnosti patří schopnost dřeva odolávat zatížení statického i dynamického typu.

Pro pro určení mechanických vlastností materiálu se materiál natahuje, stlačuje, ohýbá a stříhá. Je třeba mít na paměti, že dřevo se nazývá anizotropní materiál, respektive surovina může mít různé vlastnosti v závislosti na směru, kterým je ovlivněna. Existují celkem 2 směry: radiální a tangenciální.

Nejdůležitější mechanickou vlastností dřeva je jeho pevnost. Pevnostní charakteristiky mají přímý vliv na to, jak a na jaké úrovni může materiál odolávat a odolávat nežádoucím lomům.

Střední (tzv. „mezi“) třídu zaujímají jehličnany. Vyšší míry jsou charakteristické například pro břízu - proto se z ní velmi často vyrábějí různé nosné a nosné konstrukce a také prvky, u kterých je důležitá zvýšená odolnost proti opotřebení.

Je třeba poznamenat, že úroveň pevnosti a pružnosti je ovlivněna úrovní vlhkosti. Takže při navlhčení dochází uvnitř dřeva ke specifickým reakcím, které snižují jeho pevnost. Kromě toho je toto ustanovení relevantní pouze v případě, že úroveň vlhkosti stoupne na 25 %. Další vlhčení se neliší v žádných výrazných reakcích a neovlivňuje ukazatele pevnosti. Odborníci to chápou.

Pro Chcete-li porovnat indikátory pevnosti různých hornin, musíte se ujistit, že jejich indikátory vlhkosti jsou identické - pouze v tomto případě lze hovořit o objektivním a nestranném výsledku.

Kromě vlhkosti je při měření pevnosti důležité dbát také na povahu a dobu trvání zatížení. Například statická zatížení jsou konstantní. Navíc se vyznačují pomalým a pozvolným nárůstem.Na druhou stranu dynamická zatížení jsou relativně krátká. Tak či onak, obě zátěže mohou zničit dřevo.

Je třeba si také uvědomit, že indikátory pevnosti, její limity a limity se liší v závislosti na konkrétním typu deformace.

• Protahování. Pokud mluvíme o pevnosti dřeva v tahu, pak je tento ukazatel 1 300 kgf / cm2 (a tento parametr je relevantní pro všechny odrůdy). V takové situaci má rozhodující význam vnitřní struktura dřeva. Pokud jsou vlákna správně uspořádána a strukturována, pak se pevnost zvyšuje (a naopak). Pevnost se liší v závislosti na tom, zda je dřevo nataženo podél nebo napříč. V prvním případě je indikátor poměrně velký a ve druhém je 20krát menší a činí 65 kgf / cm2. Právě kvůli těmto mechanickým vlastnostem se dřevo zřídka používá k výrobě produktů, které pracují v příčném tahu.

• Komprese. Jako každý jiný náraz do dřeva je možné jej provádět v podélném i příčném směru. Pokud mluvíme o stlačení podél vláken, pak stojí za zmínku, že v tomto případě bude hornina zkrácena (takto se proces deformace projeví venku). Je také třeba mít na paměti, že pevnost dřeva, které není stlačeno podél, ale napříč, se výrazně sníží, konkrétně 8krát. V laboratorních podmínkách je strom stlačován v radiálním a tangenciálním směru. V průběhu provádění takových experimentů vědci s jistotou zjistili, že pevnost v tlaku různých hornin není stejná. Horniny s paprsky jádra se tedy při radiální kompresi vyznačují vyššími ukazateli. Na druhou stranu jehličnany vykazují poměrně vysoké hodnoty pevnosti i při tangenciálním stlačení.

• Statické ohýbání. Charakteristickým rysem tohoto typu nárazu, jako je statické ohýbání, je to, že různé vrstvy dřeva dostávají různé účinky, jmenovitě horní vrstvy dřeva jsou namáhány tlakem a spodní - natahují se podél vláken. Mezi horní a spodní vrstvou je speciální vrstva, která není vystavena žádnému tlaku. Tradičně se tato vrstva nazývá neutrální. Zpočátku začíná destrukce materiálu ve spodní natažené zóně, v souvislosti s níž se trhají krajní vlákna dřeva. Existuje průměrný indikátor síly, který je typický pro velké množství druhů dřeva, je to 1 000 kgf / cm2 (zatímco od tohoto indikátoru mohou existovat odchylky v závislosti na jedinečných ukazatelích každého konkrétního druhu a na úrovni vlhkosti).

• Posun. Smyk je v podstatě deformace, což je posun jedné části vzhledem k druhé. Existuje několik různých typů smyku: smyk (může nastat v libovolném směru) a smyk. V tomto případě je zvláště důležité sledovat, jak silný strom zůstává. Štípání tedy negativně ovlivňuje ukazatele pevnosti, hornina zůstává při příčném štípání pevnější.

Dřevo se kromě pevnosti vyznačuje i dalšími mechanickými a fyzikálně-mechanickými vlastnostmi. Pojďme se blíže podívat na ty hlavní.

Nejprve je třeba říci o takové vlastnosti přírodního materiálu, jako je tvrdost. Tvrdost je jednou z nejdůležitějších vlastností materiálu a je to schopnost suroviny odolávat ve vztahu k pronikání pevného tělesa určitého tvaru. Rozlišujte mezi koncovou a boční tvrdostí (v závislosti na straně materiálu, která je ovlivněna). Koncová tvrdost je z hlediska výkonu vyšší.

V závislosti na ukazatelích tvrdosti je takový stavební materiál, jako je dřevo, rozdělen do 3 hlavních skupin:

• měkké (například borovice, smrk, cedr, jedle, lípa, osika, olše, kaštan atd.);
• pevný;
• extra těžké.

Proto je při výrobě určitých výrobků velmi důležité vzít v úvahu takový parametr, jako je tvrdost. Například je žádoucí vyrábět dekorativní prvky z měkkých odrůd a pouze zvláště tvrdé odrůdy jsou vhodné pro vytváření nosných konstrukcí.

Tvrdost dřeva je rozhodující při aplikaci a zpracování materiálu. V závislosti na vašich konkrétních potřebách a rozsahu použití dřeva může být ta či ona možnost nejvhodnější a nejvhodnější.

Další důležitou vlastností, která se u určitých druhů dřeva liší (například javor a smrk), je rázová houževnatost. Tato vlastnost určuje a určuje schopnost materiálu absorbovat dynamická zatížení. Zároveň platí, že čím vyšší rázová houževnatost, tím menší poškození a porušení integrity na stromě v procesu aplikace těchto velmi dynamických zatížení pozorujete. Obecně lze říci, že u většiny plemen je tento ukazatel na poměrně vysoké úrovni.

Zvláštní pozornost by měla být věnována odolnosti proti opotřebení, protože právě tento parametr určuje, zda je dřevo schopno odolávat dlouhodobému třecímu zatížení. V závislosti na tom, jak vysoká je odolnost proti opotřebení, se možná životnost materiálu bude výrazně lišit. Úroveň odolnosti proti opotřebení je rozhodujícím způsobem ovlivněna směrem řezu a jedinečnými vlastnostmi každého konkrétního druhu dřeva. Je třeba mít na paměti, že pro koncové povrchy je charakteristická vysoká odolnost proti opotřebení. Z hlediska odolnosti proti opotřebení se suché a mokré dřevo liší - první má vyšší úroveň.

Jak již bylo zmíněno výše, dřevo je jedním z nejoblíbenějších, nejrozšířenějších a nejžádanějších materiálů, ze kterého se vyrábí nábytek, dekorativní prvky a velké množství dalších výrobků. V souladu s tím se do něj při zpracování zatlačí velké množství spojovacích prvků, nejčastěji kov. Proto je takový indikátor, jako je schopnost držet kovové spojovací prvky, prvořadý význam. Takže například hřebíky mohou řezat nebo oddalovat vlákna stromu a šrouby mohou vlákna zachytit.

Aby bylo možné vytvořit funkční a esteticky příjemné výrobky, musí být dřevo složeno. V tomto ohledu je schopnost ohybu další důležitou mechanickou vlastností dřeva. Vezměte prosím na vědomí, že různá plemena mají různé úrovně ohybové schopnosti. Takže například u jehličnanů platí pravidlo, že při ohýbání je třeba jehličí navlhčit, ale suchý strom se prakticky neohne (a při vysokém tlaku se může vůbec zlomit).

Podstatné jsou také deformační charakteristiky. Ovlivňují, jak rychle (pokud vůbec) se dřeviny vzpamatují z krátkodobého dynamického dopadu na ně. V kombinaci s deformovatelností hraje důležitou roli i taková charakteristika, jako je elastický model.

Vzhledem k tomu, že dřevo se používá v různých sférách lidského života a je jedním z nejžádanějších materiálů, je velmi důležité znát detailně všechny jeho vlastnosti. Před použitím materiálu k vytvoření určitých výrobků (například nábytku, dekorativních prvků atd.) všechny chemické, fyzikální a mechanické vlastnosti by měly být pečlivě prozkoumány. Jedině tak bude váš produkt odolný a spolehlivý. Pamatujte, že různé druhy dřeva jsou vhodné pro různé účely. Některé skály navíc nelze vůbec obnažit, jinak se prostě zhroutí. Tyto znalosti jsou důležité zejména pro profesionální truhláře a další zástupce stavebního průmyslu.