Механични свойства на дървото: ударна якост, якост и твърдост. Дърво приложение

В продължение на няколко хилядолетия човек използва дървесина за много цели. Той действа преди всичко като гориво и след него като строителен материал. От него се изработват различни инструменти, уникални мебели и оръжия. Поради сезонните колебания и в процеса на растеж на ствола се образуват годишни пръстени, които ви позволяват точно да определите мястото на отглеждане на дървесината, както и годината на рязане.

структура

При изучаването на проблема с дървото е наложително да се запознаете с неговия състав. Съдържа органични вещества, които включват:

· Азот;

· Водород;

· Въглерод;

· Кислород.

Елементният химичен състав на различните породи остава почти същият. Абсолютно сух материал ще съдържа въглерод в количество от 49.5%, 6.3% водород и 44.2% кислород с азот. Последното се съдържа в материала в размер на 0,12%. Елементният химичен състав на дървесината в областта на клоните и ствола е почти същият. Условията на отглеждане също не засягат съдържанието на основните елементи.

В допълнение към органичните вещества в дървесината има и минерални съединения, които при изгаряне дават пепел. Размерът на споменатия елемент достига 1.7%. В отделните скали обемът на пепелта може да бъде по-висок и да е 3,5%. В същата скала количеството пепел ще зависи от частта на дървото, условията на отглеждане и възрастта, както и от положението в ствола.

Повече пепел се получава чрез изгаряне на листата и кората, а дъбовото дърво дава около 0,35%. Дървото на клоните съдържа повече пепел, отколкото дървото на ствола. В състава на пепелната сол на алкалоземните метали. Ако говорим за борова гора, а след това пепел, както и пепел от бреза и смърч съдържат калциеви соли в размер на 40%.

Химичният състав на ранното и късното дърво е почти същият, това се отнася до съдържанието на хемицелулоза, лигнин и целулоза. Ранното дърво съдържа повече вещества, които се разтварят в етер и вода. Това е особено характерно за лиственицата.

Височината на химичния състав варира малко. В състава на дъба почти не са открити значителни разлики във височината. Леко повишение на съдържанието на целулоза се наблюдава в трепетлика, смърч и бор в епохата на зрялост.

Механични свойства

Имайки предвид механичните свойства на дървото, вие подчертавате не само твърдостта, здравината и здравината, но и влагата. Последното може да бъде относително или абсолютно. От практическа гледна точка, относителната влажност е от особено значение. Тя показва степента на пригодност на материала към процеса на работа.

За лепене е по-добре да се използва материал със съдържание на влага до 6%. Механичните свойства на дървесината показват, че тя може да се класифицира според относителната влажност в категории. Материалът се случва:

· Сурови

· Сух въздух;

· Полусухо;

· Суха.

Мокро дърво, абсолютна влажност което надвишава 100%, се формира от дългосрочно пребиваване вода. Сух въздух при абсолютна влажност от 15 до 20% се образува при продължително съхранение във въздуха. С увеличаване на влажността материалът става труден за използване при производството. Мокрите заготовки се сливат още по-зле, и тъй като се изсушават, могат да се появят пукнатини и пукнатини. За да се предотвратят подобни проблеми, дървесината е предварително изсушена.

Сред механичните свойства на дървесината трябва да се отдава хигроскопичност. Той представлява способността да абсорбира влагата от външната среда. За да се намали скоростта на абсорбиране на влага, повърхността се покрива с лакове, емайли и маслени бои. Максималната влажност, която може да се постигне с абсорбция на влага е 30% при 20 ° С. Тази стойност не зависи от породата.

Да не говорим за порьозността. За различните видове, този параметър ще има своя собствена стойност, но средното ниво на нарастване е 34-80%. Ако разгледаме плътността, можем да разграничим плътност на дървесината и дървесен материал. В последния случай средната стойност е 1.54 g / cm3.

Повече за механичните свойства: якост

Ударната якост на дървесината е способността на материала да абсорбира енергията при натоварване. Свойството се осигурява от пластичност и якост. Когато изпитванията се извършват съгласно този стандартизиран метод, се използва пилот с махало. Той осигурява движението на нападателя, чиято скорост е 6 м в секунда. Това ви позволява да определите съотношението на работата по разрушаването на пробата към площта на напречното сечение.

Ако сравните меки твърди дървета с иглолистни дървета, първите имат 1,5 пъти по-голяма якост на удар, докато тези от твърда дървесина имат 2,5 пъти по-голяма ударна якост. Така, за бор, описаният параметър е 41, за габър - 99, за липата - 58 kJ / m2. Ако увеличите скоростта на товара, съпротивлението на огъване ще се увеличи. Понякога описаното свойство се определя с увеличаване на височината на падане на чука. Ако бъде подложено на ударно изкривено модифицирано дърво, то ще има намалена устойчивост.

сила

Силата на дървесината е способността на материала да устои на разрушаване под въздействието на натоварвания. Този имот е един от основните механични. Това зависи от физическото състояние и структурата на материала. При изпитване якостта на дървесината се определя от максималното напрежение, което материалът може да издържи без разрушаване.

При различните породи описаната характеристика е различна. Например, в лиственицата, когато се компресират по влакна, крайната якост е 64,5 МРа. Бор и смърч - съответно 48,5 MPa и 44,5 MPa. Ако по протежението на влакната се появи чакъла, тогава якостта на лиственицата ще бъде равна на 9,9, с бор - 7,5, със смърч - 6,9 MPa.

Компресиране на дърво

Компресирането на дървесината може да бъде насочено по протежение на влакната. В първия случай деформацията се изразява в скъсяване на пробата. Разрушаването започва с изкълчване на влакната, което в мокри проби от вискозни и меки скали се проявява като издуване на страните и смачкване на краищата.

среден граница на якост при компресиране по дървесните влакна е 500 kg / cm2. Ако компресията настъпи по влакната, тогава силата е 8 пъти по-ниска. В този случай не винаги е възможно да се установи момента на разрушаване на материала и да се определи стойността на разрушителния товар.

твърдост

Характеристики като твърдост ще зависят от породата. Според този параметър дървесината се класифицира в отделни групи, сред които:

· Средно твърди материали;

· Мека дървесина;

· Много мека;

· Много трудно;

· Фирма;

· Твърда като кост.

Твърдостта на дървесината се определя в Америка и Европа според различни скали. В Русия се използва скалата на Бринел. В трепетликата, описаният параметър е 4.1, в полето клен - 4.2. Най-високата твърдост, характерна за падук, в този случай е 8.

Същността на метода за определяне на твърдостта е да се избута топката в повърхността със сила от 100 кг. Твърдостта се определя от диаметъра на отвора и естеството на повредата. Ако дървото има по-висок коефициент на твърдост, тогава той ще бъде по-силен и по-надежден от скалите с по-нисък индекс.

Запознавайки се с механичните свойства на дървесината, можете да разберете, че промените в твърдостта ще настъпят по време на работа със заготовки. Например, твърдостта ще варира в зависимост от разреза. С помощта на радиално рязане ще усетите по-висока твърдост, отколкото при тангенциална обработка на материала.

Повече за твърдостта

Това свойство показва способността на материала да устои на въвеждането на тяло с определена форма. В края на твърдостта е по-висока в сравнение с страничните повърхности на твърда дървесина с 30%, и иглолистни - с 40%.

Според степента на твърдост всички дървесни видове се разделят на меки, твърди и много твърди. При последната, твърдостта на лицето надхвърля 80 МРа. Те включват:

· Желязна бреза;

· Бяла акация;

· Дрян;

· Фисташки;

· Гориста дървесина

Твърдостта е от съществено значение при рязане с режещи инструменти. Това се отнася и за случаите, когато материалът е подложен на абразия при изграждането на стълби и подове.

Дървесината също има определено ниво на устойчивост на износване. Това показва способността да се устои на износване и постепенното разрушаване на повърхността. Това може да се случи с триене. Тестовете показват, че износването от страничните повърхности е по-голямо, отколкото в основата на крайната част. С нарастваща твърдост и плътност, износването намалява. В мокро дърво е повече от сухо.

Възможност за задържане на метални крепежни елементи

Достатъчно важно свойство е способността на материала да държи скрепителни елементи според типа скоби, винтове и пирони. При забиване на пирон се появяват еластични деформации, осигуряващи сила на триене, която предотвратява издърпването. Силата по отношение на нокътя в края е по-малка от тази, която е прикрепена към нокът, който е забит по влакната.

Обхват на употреба

Като се има предвид използването на дърво, вие подчертавате факта, че описаният материал е първият вид гориво, което открива най-древните хора. Днес описаните суровини се използват за получаване на:

· Въглен;

· Чипове;

· Дървесина;

· Дървесни пелети;

· Дървен прах;

Брикети.

Сгъстен и натрошен материал има по-висока плътност, което увеличава нейната ефективност. Това биогориво се отличава благоприятно от дърва за огрев, защото е разумно да се транспортира, но не винаги е удобно и може да бъде опасно, тъй като се запалва и се разпада.

Ценна дървесина се използва в строителството, производството на мебели, самолетите и корабостроенето, както и в производството на хартия. Този материал е в основата на:

· Скелета;

· Припокриване;

· Тавани;

· Дървени кабини;

· Кофраж;

· Ферми;

· Стени;

· Врати;

· Windows.

Дървото се използва и като довършителни материали. Той идва на пазара под формата на:

· Подплата;

· Плинтуси;

· Паркет;

· Шперплат;

· Ъгли;

Филета;

· Паркетни дъски.

обработване

Обработката на дървесина може да се извърши по един от следните начини:

· Химико-механични;

· Механични;

· Химическа.

Механичната технология на обработка включва промяна на формата на рендосване, рязане, лющене, фрезоване, струговане, пробиване, разделяне, дърворезба и шлайфане. При механична обработка е възможността да се получат потребителски стоки и промишлена употреба.

Дървото може да бъде подложено на механично износване, което позволява получаването на влакнести полуготови продукти. Обработката на дървесина може да се извършва чрез химико-механична технология. Това прави възможно получаването на междинен продукт от материал, който е еднакъв по размер и състав. Повърхността е покрита със свързващо вещество.

Под влияние на налягането и температурата настъпва реакция на полимеризация свързващо вещество, в резултат на този междинен дървен продукт е залепен. С такава обработка се получават:

· Дъски от циментни частици;

· Материали от дървесни частици;

· Дограма;

· Fiberboard;

· Арболит.

Химическата обработка се извършва по метода на термично разлагане и излагане на: разтворители киселини, основи, киселинни соли, сярна киселина. Тази технология се нарича пиролиза или термично разлагане. Суровините се нагряват при високи температури без кислород. Това ви позволява да получавате продукти в различни държави, сред които:

· Газообразни;

· Течност;

· Твърдо вещество.

Най-голямата практическа стойност за тях е дървеният въглен.

Употреба при производството на целулоза и хартия

Ако се интересувате от въпроса какво е направено от дърво, тогава можете да погледнете по-отблизо производството на целулоза и хартия. Тя включва производството на картон и хартия с помощта на влакнести полуготови продукти. Те са представени от целулоза и дървесен пулп.

За тази продукция се използва около 93% пулп. Останалото е суровина за химическа обработка в ацетатни или изкуствени вискозни влакна, бездимен прах, пластмаса, филм, целофан и други продукти.

Рециклиране за производство на плоскости

Ако все още се интересувате от въпроса какво е направено от дърво, тогава трябва да знаете, че в процеса на преработка се получават плочи, които са намерили своето приложение в нискоетажното жилищно строителство, корабостроенето и автомобилната индустрия, в производството на контейнери, мебели и кутии. Суровото дърво се раздробява предварително в малки стърготини, което позволява да се получат плочи от дървесни влакна.

Описание на основните сортове иглолистни дървета и тяхното приложение

Иглолистната дървесина включва кедър, който е силно декоративна култура. Използва се при ландшафтен дизайн, а характеристиките на тези дървесини правят дървото най-популярно в строителството. Кедърът е естествен антисептик, така че няма да има бактерии в къщата, построена от тази суровина.

Лиственицата е широколистна иглолистна, най-трайна от най-често срещаните иглолистни горски продукти. Якостта на опън е 105 N / mm2. Поради това, суровините са популярни при производството на плочки за подова настилка, дъски и настилки. Той отдавна е построен от лиственица кораби. Той има високо съдържание на смола, има впечатляваща сила, следователно запазва първоначалните си характеристики под въздействието на влажност.

Бор с по-ниска якост на лиственицата - 100 N / mm ² . Но понякога това се превръща в предимство, защото материалът е по-лесен за обработка. Борът е универсална суровина, от която се прави настилката, имитация на дървен материал и евролайн.

Силата на смърч по-долу и 80 N / mm ² . Но се отличава с висока пластичност, затова е често срещана при производството на профилирана дървесина. Бор и смърч имат високо съдържание на смола, което играе защитна роля. Дървесината не е изложена на влага, буболечки и гъбички. Тази суровина има висока степен на съответствие и се обработва лесно.

Бор и смърч се избират за производство на сложни и малки конструкции според вида на балконите и парапетите. Ниската плътност ви позволява да наситите дървения материал и дъските със състав, за да увеличите здравината и издръжливостта. Ако построите селска къща от смърч или бор, тогава тя ще бъде готова да издържи до 50 години. Ако използвате кедър, то животът на сградата ще се удвои.

Използването на светло дърво

Най-леката дървесина е балса. Той принадлежи към семейството Malvaceae и расте в Южна Америка. От тази суровина е построен сал от норвежки пътешественик, по който той се е отправил през Тихия океан. Свръхлеката дървесина се използва в авиационната индустрия като материал за звукоизолация и топлоизолация.

Балса се използва в корабостроенето и моделирането на кораби. Суровините формират основата на дъските за сърф. Използва се за:

· Оформления;

· Декорация;

· Оборудване за спасяване на водите;

· Поплавъци.

Лесно поради бързия растеж. До пет годишна възраст дървото става възрастен. Големи растения имат силна и светла дървесина, която се счита за най-лесната в сухо състояние. Прясно нарязаното дърво е тежко, тъй като съдържа до 95% вода. Материалът изсъхва бързо и става гъст, доста силен и лек. В сравнение с популярната борова конструкция балсата се получава по-издръжлива, здрава и лека.

Балсата е лесна за обработка, но за това се изискват специални инструменти с малък ъгъл на заточване и тънко острие. Дървените части са лошо боядисани, особено при бои и лакове. Можете да използвате сместа и на водна основа или състави под формата на алкохолни прослойки.

В заключение

В ежедневието дървото е вътрешната част на дървото под кората. За дърво, най-важните и основни са механичните, физичните и химичните свойства. Сред физически трябва да се разпределят влага и външен вид, както и топлинни и звукови свойства. Дървото е материал с анизотропни свойства, които не са равни по посока на влакната. Така, свиването по влакната е по-малко от напречното.