Millised on puidu mehaanilised omadused?

Puit on üsna populaarne materjal, mida kasutatakse inimelu erinevates valdkondades. Samal ajal ei tea kõik, et toorainel on mitmeid ainulaadseid omadusi. Tänases artiklis käsitleme üksikasjalikult puidu mehaanilisi omadusi.

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

Sest materjali mehaaniliste omaduste määramiseks venitatakse, surutakse kokku, painutatakse ja lõigatakse. Samas tasub silmas pidada tõsiasja, et puitu nimetatakse vastavalt anisotroopseks materjaliks, toormaterjalil võivad olla erinevad omadused olenevalt mõjutamise suunast. Kokku on 2 suunda: radiaalne ja tangentsiaalne.

Puidu kõige olulisem mehaaniline omadus on selle tugevus. Tugevusomadused mõjutavad otseselt seda, kuidas ja millisel tasemel materjal suudab vastu seista ja vastu pidada soovimatutele kahjustustele.

Keskmise (nn "keskmise") klassi hõivavad okaspuud. Kõrgemad määrad on tüüpilised näiteks kasele - seetõttu valmistatakse sellest sageli erinevaid tugi- ja kandekonstruktsioone, aga ka elemente, mille puhul on oluline suurenenud kulumiskindlus.

Tuleb märkida, et tugevuse ja elastsuse taset mõjutab niiskuse tase. Niisutamisel tekivad puidu sees spetsiifilised reaktsioonid, mis vähendavad selle tugevust. Kuid see säte on asjakohane ainult siis, kui niiskuse tase tõuseb 25% -ni. Edasine niisutamine ei erine oluliste reaktsioonide poolest ega mõjuta tugevusnäitajaid. Eksperdid mõistavad seda.

Sest erinevate tõugude tugevusnäitajate võrdlemiseks on vaja jälgida, et nende niiskusnäitajad oleksid identsed - ainult sel juhul saame rääkida objektiivsest ja erapooletust tulemusest.

Lisaks niiskusele on tugevuse mõõtmisel oluline pöörata tähelepanu ka koormuste iseloomule ja kestusele. Seega on näiteks staatilised koormused püsivad. Lisaks iseloomustab neid aeglane ja järkjärguline tõus. Teisest küljest on dünaamilised koormused suhteliselt lühikesed. Ühel või teisel viisil võivad mõlemad koormused puitu hävitada.

Samuti tuleb meeles pidada, et tugevusnäitajad, selle piirid ja piirid erinevad sõltuvalt konkreetsest deformatsioonitüübist.

• Venitamine. Kui me räägime puidu tõmbetugevusest, siis on see näitaja 1300 kgf / cm2 (pealegi on see parameeter oluline kõigi sortide puhul). Sellises olukorras on määrava tähtsusega puidu sisemine struktuur. Kui kiud on õigesti paigutatud ja struktureeritud, suureneb tugevus (ja vastupidi). Tugevus varieerub sõltuvalt puidu venitamise suunast - piki või risti. Esimesel juhul on indikaator üsna suur ja teisel - see on 20 korda väiksem ja ulatub 65 kgf / cm2. Just selliste mehaaniliste omadustega seoses kasutatakse puitu harva põikpinges töötavate toodete valmistamiseks.

• Kokkusurumine. Nagu iga muud puidule avalduvat mõju, saab seda teha nii piki- kui ka põikisuunas. Kui räägime kokkusurumisest piki kiudu, siis väärib märkimist, et sel juhul kivim lüheneb (nii avaldub deformatsiooniprotsess väljapoole).Samas tuleb arvestada ka sellega, et mitte piki, vaid risti kokku surutud puidu tugevus väheneb oluliselt, täpsemalt 8 korda. Laboratoorsetes tingimustes surutakse puu radiaal- ja tangentsiaalses suunas kokku. Selliste katsete käigus on teadlased kindlalt kindlaks teinud, et erinevate kivimite survetugevus ei ole sama. Seega eristuvad südamikukiirtega kivimid radiaalse kokkusurumise korral suurema kiirusega. Teisest küljest näitavad okaspuud üsna suurt tugevust isegi tangentsiaalsel kokkusurumisel.

• Staatiline painutus. Seda tüüpi toimingute, nagu staatiline painutamine, eripäraks on see, et erinevad puidukihid saavad erineva efekti, nimelt puidu ülemised kihid saavad survepinge ja alumised pinged piki kiude. Ülemise ja alumise kihi vahel on spetsiaalne kiht, mis ei avalda survet. Traditsiooniliselt nimetatakse seda kihti neutraalseks. Esialgu algab materjali hävimine alumisest venitatud tsoonist, millega seoses rebenevad puidu äärmised kiud. Seal on keskmine tugevusnäitaja, mis on tüüpiline paljudele puuliikidele, see on 1000 kgf / cm2 (samal ajal võib sellest indikaatorist esineda kõrvalekaldeid sõltuvalt iga konkreetse liigi ainulaadsetest omadustest, samuti niiskuse tasemel).

• Shift. Sisuliselt on nihkumine deformatsioon, mis on ühe osa nihkumine teise suhtes. On mitmeid erinevaid nihketüüpe: lõhkumine (mis võib toimuda igas suunas) ja lõikamine. Sel juhul on eriti oluline jälgida, kui tugevaks puu püsib.Seega, nihkudes mööda negatiivset mõju tugevusnäitajatele, jääb kivim põiknihke ajal tugevamaks.

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

Esiteks on vaja öelda sellise loodusliku materjali omaduse kohta nagu kõvadus. Kõvadus viitab materjali kõige olulisematele omadustele ja tähistab tooraine võimet seista vastu kindla kujuga tahke keha sissetoomisele. Seal on otsa- ja külgkõvadus (olenevalt mõjutatud materjali küljelt). Lõpp kõvadus on selle jõudluses kõrgem.

Sõltuvalt kõvaduse näitajatest jagatakse selline ehitusmaterjal nagu puit 3 põhirühma:

• pehmed (näiteks mänd, kuusk, seeder, nulg, pärn, haab, lepp, kastan jne);
• raske;
• eriti raske.

Sellest tulenevalt on teatud toodete valmistamisel väga oluline arvestada sellise parameetriga nagu kõvadus.Näiteks dekoratiivseid elemente on soovitav valmistada pehmetest sortidest ja tugikonstruktsioonide loomiseks sobivad ainult eriti kõvad sordid.

Puidu kõvadus on materjali pealekandmisel ja töötlemisel määrava tähtsusega. Sõltuvalt teie konkreetsetest vajadustest ja puidu mahust võib üks või teine ​​variant olla kõige asjakohasem ja sobivam.

Teine oluline omadus, mis teatud puiduliikide (näiteks vaher ja kuusk) puhul erineb, on löögitugevus. See omadus määrab ja määrab materjali võime neelata dünaamilisi koormusi. Samal ajal, mida kõrgem on löögitugevuse indeks, seda vähem kahjustusi ja terviklikkuse rikkumisi näete puul samade dünaamiliste koormuste rakendamisel. Üldiselt võime öelda, et enamiku tõugude puhul on see näitaja üsna kõrgel tasemel.

Kulumiskindlusele tuleks pöörata erilist tähelepanu, kuna just see parameeter määrab, kas puit suudab vastu pidada pidevatele hõõrdekoormustele. Sõltuvalt sellest, kui kõrge on kulumiskindlus, varieerub materjali võimalik eluiga oluliselt. Kulumiskindluse taset mõjutavad otsustavalt lõikamise suund ja iga konkreetse puiduliigi unikaalsed omadused. Sel juhul tuleks meeles pidada tõsiasja, et otsapindadele on iseloomulik kõrge kulumiskindlus. Kulumiskindluse poolest erinevad kuiv ja märg puit – esimene on kõrgema tasemega.

Nagu eespool mainitud, on puit üks populaarsemaid, levinumaid ja ihaldatumaid materjale, mida kasutatakse mööbli, dekoratiivesemete ja paljude muude toodete valmistamiseks. Sellest lähtuvalt juhitakse selle töötlemise ajal sellesse suur hulk kinnitusdetaile, enamasti metallist. Seetõttu on selline näitaja nagu metallist kinnitusdetailide hoidmise võime ülimalt oluline. Näiteks võivad naelad puidukiude lõigata või laiali lükata ja kruvid kiud kinni püüda.

Funktsionaalsete ja esteetiliselt meeldivate toodete loomiseks tuleb puitu painutada. Sellega seoses on puidu teine ​​oluline mehaaniline omadus paindevõime. Tuleb meeles pidada, et erinevatele tõugudele on iseloomulik paindevõime erinev tase. Nii et näiteks okaspuude puhul kehtib reegel, et painutamisel tuleb okkad niisutada, kuid kuiv puu praktiliselt ei paindu (ja kõrge survega võib isegi murduda).

Deformatsiooniomadused on samuti kõige olulisemad. Need mõjutavad seda, kui kiiresti (kui üldse) puuliigid taastuvad pärast lühiajalist dünaamilist mõju. Koos deformeeritavusega mängib olulist rolli ka selline omadus nagu elastsusmudel.

Kuna puitu kasutatakse inimelu erinevates valdkondades ja see on üks ihaldatumaid materjale, on väga oluline teada üksikasjalikult kõiki selle omadusi. Seetõttu tuleb enne materjali kasutamist teatud toodete (nt mööbel, dekoratiivelemendid jne) loomiseks kõiki keemilisi, füüsikalisi ja mehaanilisi omadusi tuleb hoolikalt uurida. Ainult sel juhul on teie loodud toode vastupidav ja usaldusväärne. Pidage meeles, et erinevad puiduliigid sobivad erinevatel eesmärkidel. Lisaks ei saa osa kivimeid üldse paljastada, muidu kukuvad need lihtsalt kokku. Need teadmised on eriti olulised professionaalsetele kapimeistritele ja teistele ehitustööstuse esindajatele.