Puidu Mehaanilised Omadused: Mis Sellel On? Mis On Tugevus, Millest See Sõltub Ja Kuidas See Erineb Elastsusest? Millised Muud Omadused On Mehaanilised?

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-15 04:11

Puit on üsna populaarne materjal, mis leiab rakendust erinevates inimelu valdkondades. Samal ajal ei tea iga inimene, et toorainel on mitmeid unikaalseid omadusi. Täna vaatleme oma artiklis lähemalt puidu mehaanilisi omadusi.

Eripära

Puidu mehaanilised omadused iseloomustavad materjali üldist kvaliteeti ja on sellega otseses proportsioonis. Kõige olulisemad mehaanilise tugevuse näitajad hõlmavad puu võimet taluda nii staatilisi kui ka dünaamilisi koormusi.

Selle eest materjali mehaaniliste omaduste määramiseks seda venitatakse, surutakse kokku, painutatakse ja lõigatakse . Tuleb meeles pidada, et puitu nimetatakse vastavalt anisotroopseks materjaliks, toorainel võivad olla erinevad omadused sõltuvalt sellest, millises suunas see mõjutab. Kokku on 2 suunda: radiaalne ja tangentsiaalne.

Mis on tugevus ja millest see sõltub?

Puidu kõige olulisem mehaaniline omadus on selle tugevus. Tugevusomadused mõjutavad otseselt seda, kuidas ja millisel tasemel materjal soovimatutele murdudele vastu peab.

Väärib märkimist asjaolu, et puidu tugevuse ja mõju suuna vahel on otsene seos. Niisiis suureneb tooraine tugevus 20 korda, kui löök on mööda kiude, kui siis, kui survet avaldatakse risti.

Keskmise (nn "vahe") klassi hõivavad okaspuud . Kõrgemad määrad on iseloomulikud näiteks kasele - seetõttu valmistatakse sellest väga sageli erinevaid kande- ja kandekonstruktsioone, samuti elemente, mille puhul on suurenenud kulumiskindlus oluline.

See on huvitav. Lubatud tugevuse näitajaid ja selle piire (nii minimaalset kui ka maksimaalset) ei saa kodus iseseisvalt määrata. Sellised protseduurid viiakse läbi ainult laboritingimustes. Samal ajal tehakse katseid ja katseid eranditult kehtivate riiklike eeskirjade alusel.

Tuleb märkida, et tugevuse ja elastsuse taset mõjutab niiskuse tase . Niisiis toimuvad puidu sees spetsiifilised reaktsioonid, mis vähendavad selle tugevust. Lisaks on see säte asjakohane ainult siis, kui niiskuse tase tõuseb 25%-ni. Edasine niisutamine ei erine olulistes reaktsioonides ega mõjuta tugevusnäitajaid. Eksperdid saavad sellest aru.

Selle eest erinevate kivimite tugevusnäitajate võrdlemiseks peate veenduma, et nende niiskusnäitajad on identsed - ainult sel juhul on võimalik rääkida objektiivsest ja erapooletust tulemusest.

Lisaks niiskusele on tugevuse mõõtmisel oluline pöörata tähelepanu ka koormuste olemusele ja kestusele . Näiteks staatilised koormused on konstantsed. Lisaks iseloomustab neid aeglane ja järkjärguline tõus. Teisest küljest on dünaamilised koormused suhteliselt lühikesed. Nii või teisiti võivad mõlemad koormused puidu hävitada.

Samuti tuleb meeles pidada, et tugevusnäitajad, selle piirid ja piirid erinevad sõltuvalt deformatsiooni konkreetsest tüübist

Venitamine . Kui me räägime puidu tõmbetugevusest, siis on see näitaja 1300 kgf / cm2 (ja see parameeter kehtib kõigi sortide kohta). Sellises olukorras on puidu sisemine struktuur määrava tähtsusega. Kui kiud on õigesti paigutatud ja struktureeritud, suureneb tugevus (ja vastupidi). Tugevus erineb sõltuvalt sellest, kas puit on piki või risti venitatud. Esimesel juhul on näitaja üsna suur ja teisel juhul on see 20 korda väiksem ja moodustab 65 kgf / cm2. Nende mehaaniliste omaduste tõttu kasutatakse puitu harva ristpinges töötavate toodete loomiseks.

Tihendamine . Nagu iga teine puidule mõjuv mõju, saab seda teha nii piki- kui ka risti. Kui me räägime kokkusurumisest mööda kiude, siis väärib märkimist, et sel juhul kivim lüheneb (nii avaldub deformatsiooniprotsess väljaspool). Samuti tuleb meeles pidada, et puidu tugevus, mis ei suru kokku, vaid risti, väheneb oluliselt, täpsemalt 8 korda. Laboratoorsetes tingimustes surutakse puu kokku radiaalses ja tangentsiaalses suunas. Selliste katsete läbiviimisel on teadlased kindlalt kindlaks teinud, et erinevate kivimite survetugevus ei ole sama. Niisiis eristatakse südamikkiirtega kivimeid radiaalse kokkusurumise korral kõrgemate näitajatega. Teisest küljest näitavad okaspuud isegi tangentsiaalse kokkusurumise korral üsna kõrgeid tugevusväärtusi.

Staatiline painutamine . Seda tüüpi löökide, näiteks staatilise painutamise eripära on see, et erinevad puidukihid saavad erinevaid efekte, nimelt saavad puidu ülemised kihid survetugevust ja alumised - venides piki kiude. Ülemise ja alumise kihi vahel on spetsiaalne kiht, mis ei tunne mingit survet. Traditsiooniliselt nimetatakse seda kihti neutraalseks. Esialgu algab materjali hävitamine alumises venitatud tsoonis, millega seoses äärmised puidukiud rebenevad. On olemas keskmine tugevusindeks, mis on tüüpiline paljudele puuliikidele, see on 1000 kgf / cm2 (kuigi sellest näitajast võib esineda kõrvalekaldeid sõltuvalt iga konkreetse liigi ainulaadsetest näitajatest, samuti niiskus).

Vahetus . Põhimõtteliselt on nihke deformatsioon, mis on ühe osa nihkumine teise suhtes. Nihkeid on mitut erinevat tüüpi: lõikamine (see võib toimuda mis tahes suunas) ja lõikamine. Sel juhul on eriti oluline jälgida, kui tugev puu jääb. Niisiis, hakkimine mõjutab negatiivselt tugevusnäitajaid, kivim jääb põiki hakkimise ajal tugevamaks.

Nagu nägime, on tugevus puidu kõige olulisem mehaaniline omadus. Samal ajal võivad selle taset mõjutada mitmesugused mõjutused. Kõiki neid tegureid tuleks materjali töötamise ajal arvesse võtta, et mitte rikkuda selle terviklikkust.

Muud peamised mehaanilised omadused

Lisaks tugevusele iseloomustavad puitu ka muud mehaanilised ja füüsikalis-mehaanilised omadused. Vaatame lähemalt peamisi.

Kõvadus

Kõigepealt tuleb öelda sellise loodusliku materjali omaduse kohta nagu kõvadus. Kõvadus on materjali üks olulisemaid omadusi ja tooraine võime vastu seista teatud kujuga tahke keha tungimise suhtes . Eristage otsa- ja külgkõvadust (sõltuvalt mõjutatud materjali küljest). Lõppkõvadus on jõudluse poolest suurem.

Oluline. Tuleb märkida seda asjaolu: hoolimata asjaolust, et mõnda puiduliiki iseloomustab suurenenud kõvadus, on see materjal nende omaduste poolest siiski halvem kui tooraine, näiteks metall.

Sõltuvalt kõvadusnäitajatest on selline ehitusmaterjal nagu puit jagatud 3 põhirühma:

• pehme (näiteks mänd, kuusk, seeder, kuusk, pärn, haab, lepp, kastan jne);
• tahke;
• ekstra raske.

Sellest tulenevalt on teatud toodete valmistamisel väga oluline võtta arvesse sellist parameetrit nagu kõvadus. Näiteks on soovitav dekoratiivseid elemente valmistada pehmetest sortidest ja tugistruktuuride loomiseks sobivad ainult eriti kõvad sordid.

Puidu kõvadus on materjali pealekandmisel ja töötlemisel kriitiline . Sõltuvalt teie konkreetsetest vajadustest ja puidu kasutusalast võib üks või teine variant olla kõige asjakohasem ja sobivam.

Löögitugevus

Teine oluline omadus, mis erineb teatud puiduliikide (näiteks vaher ja kuusk) vahel, on löögitugevus. See omadus tähistab ja määrab materjali võime dünaamilisi koormusi vastu võtta . Samal ajal, mida suurem on löögitugevus, seda väiksemaid kahjustusi ja terviklikkuse rikkumisi näete puul nende väga dünaamiliste koormuste rakendamisel. Üldiselt võime öelda, et enamiku tõugude puhul on see näitaja üsna kõrgel tasemel.

Kulumiskindlus

Erilist tähelepanu tuleks pöörata kulumiskindlusele, kuna just see parameeter määrab, kas puit on vastupidav pikaajalise hõõrdekoormuse suhtes. Sõltuvalt sellest, kui kõrge on kulumiskindlus, varieerub materjali võimalik eluiga oluliselt . Kulumiskindluse taset mõjutavad otsustavalt lõikamise suund ja iga konkreetse puiduliigi unikaalsed omadused. Tuleb meeles pidada, et otspindadele on iseloomulik kõrge kulumiskindlus. Kulumiskindluse poolest erinevad kuiv ja märg puit - esimesel on kõrgem tase.

Võimalus hoida metallkinnitusi

Nagu eespool mainitud, on puit üks populaarsemaid, laialt levinud ja nõutumaid materjale, mida kasutatakse mööbli, dekoratiivsete elementide ja suure hulga muude toodete loomisel. Sellest lähtuvalt juhitakse selle töötlemisel suur hulk kinnitusvahendeid, enamasti - metallist . Seetõttu on selline näitaja nagu metallkinnituste hoidmise võime ülimalt tähtis. Nii võivad näiteks küüned puu kiude lõigata või üksteisest eemale liigutada ning kruvid võivad kiud kinni püüda.

Võimalus painutada

Funktsionaalsete ja esteetiliselt meeldivate toodete loomiseks tuleb puit voltida. Sellega seoses on paindumisvõime veel üks oluline puidu mehaaniline omadus. Pange tähele, et erinevatel tõugudel on paindumisvõime erinev . Nii näiteks okaspuude puhul kehtib reegel, et painutades tuleb nõelu niisutada, kuid kuiv puu praktiliselt ei paindu (ja kõrge rõhu korral võib see üldse murduda).

Deformatsioonivõime

Deformatsiooni omadused on samuti olulised. Need mõjutavad seda, kui kiiresti (kui üldse) puuliigid lühiajalisest dünaamilisest mõjust taastuvad. Koos deformeeritavusega mängib olulist rolli ka selline omadus nagu elastsusmudel.

Tulenevalt asjaolust, et puitu kasutatakse inimelu erinevates valdkondades ja see on üks nõutumaid materjale, on väga oluline teada kõiki selle omadusi üksikasjalikult. Seega, enne materjali kasutamist teatud toodete (näiteks mööbel, dekoratiivelemendid jne) loomiseks kõiki keemilisi, füüsikalisi ja mehaanilisi omadusi tuleb hoolikalt uurida. Alles siis on teie toode vastupidav ja usaldusväärne. Pidage meeles, et erinevat tüüpi puit sobib erinevatel eesmärkidel. Lisaks ei saa mõnda kivimit üldse paljastada, vastasel juhul kukuvad nad lihtsalt kokku. Need teadmised on eriti asjakohased professionaalsete kappide ja teiste ehitustööstuse esindajate jaoks.