Mechanické Vlastnosti Dřeva: Co To Má? Co Je Síla, Na čem Závisí A Jak Se Liší Od Pružnosti? Jaké Další Vlastnosti Jsou Mechanické?

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-15 04:09

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

Zvláštnosti

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

Pro to aby se určily mechanické vlastnosti materiálu, je materiál natahován, stlačován, ohýbán a střižen . Je třeba mít na paměti, že dřevo se nazývá anizotropní materiál, respektive surovina může mít různé vlastnosti v závislosti na směru, ve kterém je ovlivněna. Celkem existují 2 směry: radiální a tangenciální.

Co je síla a na čem závisí?

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

Stojí za zmínku skutečnost, že existuje přímý vztah mezi pevností a směrem nárazu na dřevo. Síla suroviny je tedy 20krát vyšší, když je náraz podél vláken, než když je tlak aplikován napříč.

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

To je zajímavé. Indikátory přípustné pevnosti a její limity (minimální i maximální) nelze určit doma samostatně. Takové postupy se provádějí výhradně v laboratorních podmínkách. Experimenty a experimenty jsou přitom prováděny výhradně na základě platných státních předpisů.

Je třeba poznamenat, že úroveň pevnosti a pružnosti je ovlivněna úrovní vlhkosti . Po navlhčení tedy uvnitř dřeva dochází ke specifickým reakcím, které snižují jeho pevnost. Toto ustanovení je navíc relevantní pouze tehdy, pokud úroveň vlhkosti stoupne na 25%. Další zvlhčování se neliší v žádných významných reakcích a neovlivňuje indikátory pevnosti. Odborníci to chápou.

Pro to Chcete -li porovnat ukazatele pevnosti různých hornin, musíte se ujistit, že jejich ukazatele vlhkosti jsou totožné - pouze v tomto případě je možné hovořit o objektivním a nestranném výsledku.

Kromě vlhkosti je při měření pevnosti také důležité věnovat pozornost povaze a délce zatížení . Například statická zatížení jsou konstantní. Navíc se vyznačují pomalým a postupným zvyšováním. Na druhou stranu jsou dynamická zatížení relativně krátká. Tak či onak, oba náklady mohou zničit dřevo.

Je třeba také mít na paměti, že ukazatele pevnosti, její limity a limity se liší v závislosti na konkrétním typu deformace

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

Komprese . Jako každý jiný dopad na dřevo může být prováděn jak v podélném, tak příčném směru. Pokud mluvíme o stlačování podél vláken, pak stojí za zmínku, že v tomto případě bude hornina zkrácena (takto se deformační proces projeví venku). Je také třeba mít na paměti, že pevnost dřeva, která je stlačena ne podél, ale napříč, je výrazně snížena, konkrétně o 8krát. V laboratorních podmínkách je strom stlačen v radiálním a tangenciálním směru. V průběhu provádění těchto experimentů vědci s jistotou zjistili, že pevnost v tlaku různých hornin není stejná. Horniny s jádrovými paprsky se tedy vyznačují vyššími ukazateli při radiální kompresi. Na druhé straně jehličnany vykazují poměrně vysoké hodnoty pevnosti i při tangenciální kompresi.

Statické ohýbání . Charakteristickým rysem tohoto typu nárazu, jako je statické ohýbání, je to, že různé vrstvy dřeva mají různé účinky, jmenovitě horní vrstvy dřeva jsou vystaveny tlakovému napětí a spodní vrstvy - táhnoucí se podél vláken. Mezi horní a spodní vrstvou je speciální vrstva, která nepociťuje žádný tlak. Tradičně se této vrstvě říká neutrální. Zpočátku zničení materiálu začíná ve spodní natažené zóně, v souvislosti s níž se extrémní dřevěná vlákna trhají. Existuje průměrný index pevnosti, který je typický pro velký počet dřevin, je 1 000 kgf / cm2 (přičemž od tohoto indikátoru mohou existovat odchylky v závislosti na jedinečných ukazatelích každého konkrétního druhu, jakož i na úrovni vlhkost).

Posun . V zásadě je smyková deformace, což je posunutí jedné části vůči druhé. Existuje několik různých typů střihu: střih (může k němu dojít v libovolném směru) a střih. V tomto případě je obzvláště důležité sledovat, jak silný strom zůstává. Čipování podélně negativně ovlivňuje indikátory pevnosti, skála zůstává při příčném štěpkování silnější.

Jak jsme viděli, pevnost je nejdůležitější mechanickou charakteristikou dřeva. Na jeho úroveň přitom mohou mít vliv nejrůznější vlivy. Všechny tyto faktory by měly být vzaty v úvahu během provozu materiálu, aby nedošlo k porušení jeho integrity.

Další základní mechanické vlastnosti

Kromě pevnosti se dřevo vyznačuje i dalšími mechanickými a fyzikálně-mechanickými vlastnostmi. Podívejme se blíže na ty hlavní.

Tvrdost

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 v souvislosti s průnikem pevného tělesa určitého tvaru . Rozlišujte mezi koncovou a boční tvrdostí (v závislosti na straně ovlivněného materiálu). Koncová tvrdost je z hlediska jeho výkonu vyšší.

Důležité. Tuto skutečnost je třeba poznamenat: navzdory skutečnosti, že některé druhy dřeva se vyznačují zvýšenou úrovní tvrdosti, je tento materiál v těchto vlastnostech stále horší než takové suroviny, jako je například kov.

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 produktů velmi důležité vzít v úvahu takový parametr, jako je tvrdost. Například je žádoucí vyrábět dekorativní prvky z měkkých odrůd a pouze obzvláště tvrdé odrůdy jsou vhodné pro vytváření podpůrných struktur.

Při aplikaci a zpracování materiálu je rozhodující tvrdost dřeva . V závislosti na vašich konkrétních potřebách a rozsahu použití dřeva může být nejrelevantnější a nejvhodnější jedna nebo druhá možnost.

Síla nárazu

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

Odolnost proti opotřebení

Zvláštní pozornost by měla být věnována odolnosti proti opotřebení, protože to je tento parametr, který určuje, zda je dřevo schopné odolávat ve vztahu k dlouhodobému třecímu zatížení. V závislosti na tom, jak vysoká je odolnost proti opotřebení, se případná životnost materiálu výrazně liší . Úroveň odolnosti proti opotřebení je rozhodujícím způsobem ovlivněna směrem řezu a jedinečnými vlastnostmi každého konkrétního druhu dřeva. Je třeba mít na paměti, že vysoká odolnost proti opotřebení je charakteristická pro koncové povrchy. Pokud jde o odolnost proti opotřebení, suché a mokré dřevo se liší - první má vyšší úroveň.

Schopnost držet kovové držáky

Jak již bylo uvedeno výše, dřevo je jedním z nejoblíbenějších, nejrozšířenějších a nejžádanějších materiálů, které se používají k výrobě nábytku, dekorativních prvků a velkého počtu dalších produktů. Při zpracování je tedy do něj zatlačeno velké množství spojovacích prvků, nejčastěji - kov . Proto má takový indikátor, jako je schopnost držet kovové spojovací prvky, prvořadý význam. Například hřebíky mohou řezat nebo rozdělovat vlákna stromu a šrouby mohou vlákna zachytit.

Schopnost ohýbat se

Aby bylo možné vytvářet funkční a esteticky příjemné výrobky, je nutné skládat dřevo. V tomto ohledu je schopnost ohýbat se další důležitou mechanickou vlastností dřeva. Upozorňujeme, že různá plemena mají různé úrovně ohýbacích schopností . Například pokud jde o jehličnany, platí pravidlo, že při ohýbání jehel je třeba navlhčit, ale suchý strom se prakticky neohne (a když je aplikován vysoký tlak, může se vůbec zlomit).

Deformovatelnost

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

Vzhledem k tomu, že se dřevo používá v různých sférách lidského života a patří k nejžádanějším materiálům, je velmi důležité detailně znát všechny jeho vlastnosti. Proto před použitím materiálu k vytvoření určitých produktů (například nábytek, dekorativní prvky atd.) všechny chemické, fyzikální a mechanické vlastnosti by měly být pečlivě prozkoumány. Jedině tak bude váš výrobek trvanlivý a spolehlivý. Pamatujte, že různé druhy dřeva jsou vhodné pro různé účely. Některé skály navíc nelze vůbec obnažit, jinak se jednoduše zhroutí. Tyto znalosti jsou zvláště důležité pro profesionální truhláře a další zástupce stavebního průmyslu.