Mitä mekaanisia ominaisuuksia puulla on?

Puu on melko suosittu materiaali, jota käytetään ihmiselämän eri alueilla. Samaan aikaan kaikki eivät tiedä, että raaka-aineilla on useita ainutlaatuisia ominaisuuksia. Tänään artikkelissamme tarkastellaan lähemmin puun mekaanisia ominaisuuksia.

Puun mekaaniset ominaisuudet luonnehtivat materiaalin kokonaislaatua ja ovat suoraan verrannollisia siihen. Tärkeimpiä mekaanisen lujuuden mittareita ovat puun kyky kestää sekä staattisia että dynaamisia kuormituksia.

varten materiaalin mekaanisten ominaisuuksien määrittämiseksi sitä venytetään, puristetaan, taivutetaan ja leikataan. On pidettävä mielessä, että puuta kutsutaan vastaavasti anisotrooppiseksi materiaaliksi, raaka-aineella voi olla erilaisia ​​ominaisuuksia riippuen siitä, mihin suuntaan se vaikuttaa. Yhteensä on 2 suuntaa: säteittäinen ja tangentiaalinen.

Puun tärkein mekaaninen ominaisuus on sen lujuus. Lujuusominaisuuksilla on suora vaikutus siihen, kuinka ja millä tasolla materiaali kestää ja vastustaa ei-toivottuja murtumia.

Keskiluokkaa (niin sanottua "keskiluokkaa") ovat havupuut. Korkeammat arvot ovat tyypillisiä esimerkiksi koivulle - siksi siitä valmistetaan hyvin usein erilaisia ​​tuki- ja tukirakenteita sekä elementtejä, joille lisääntynyt kulutuskestävyys on tärkeää.

On huomattava, että kosteusaste vaikuttaa lujuuteen ja joustavuuteen. Joten kostutettaessa puun sisällä tapahtuu erityisiä reaktioita, jotka vähentävät sen lujuutta. Lisäksi tämä säännös on merkityksellinen vain, jos kosteustaso nousee 25 prosenttiin. Lisäkostutus ei eroa merkittävistä reaktioista eikä vaikuta lujuusindikaattoreihin. Asiantuntijat ymmärtävät tämän.

varten vertaillaksesi eri kivien lujuusindikaattoreita, sinun on varmistettava, että niiden kosteusindikaattorit ovat identtiset - vain tässä tapauksessa voidaan puhua objektiivisesta ja puolueettomasta tuloksesta.

Kosteuden lisäksi lujuutta mitattaessa on tärkeää kiinnittää huomiota myös kuormien luonteeseen ja kestoon. Esimerkiksi staattiset kuormat ovat vakioita. Lisäksi niille on ominaista hidas ja asteittainen kasvu.Toisaalta dynaamiset kuormat ovat suhteellisen lyhyitä. Tavalla tai toisella molemmat kuormat voivat tuhota puuta.

On myös pidettävä mielessä, että lujuusindikaattorit, sen rajat ja rajat vaihtelevat tietyn muodonmuutostyypin mukaan.

• Venyttely. Jos puhumme puun vetolujuudesta, tämä indikaattori on 1300 kgf / cm2 (ja tämä parametri koskee kaikkia lajikkeita). Tällaisessa tilanteessa puun sisäinen rakenne on ratkaiseva. Jos kuidut on järjestetty oikein ja rakenteeltaan, lujuus kasvaa (ja päinvastoin). Lujuus vaihtelee sen mukaan, venytetäänkö puuta pitkin vai poikki. Ensimmäisessä tapauksessa indikaattori on melko suuri, ja toisessa se on 20 kertaa pienempi ja on 65 kgf / cm2. Näiden mekaanisten ominaisuuksien vuoksi puuta käytetään harvoin poikittaisessa jännityksessä toimivien tuotteiden valmistukseen.

• Puristus. Kuten mikä tahansa muu puuhun kohdistuva vaikutus, se voidaan suorittaa sekä pituus- että poikittaissuunnassa. Jos puhumme puristamisesta kuituja pitkin, on syytä huomata, että tässä tapauksessa kivi lyhenee (näin muodonmuutosprosessi ilmenee ulkopuolella). On myös pidettävä mielessä, että puun lujuus, joka puristetaan ei pitkin, vaan poikki, heikkenee merkittävästi, erityisesti 8 kertaa. Laboratorio-olosuhteissa puu puristuu säteittäisessä ja tangentiaalisessa suunnassa. Tällaisten kokeiden aikana tutkijat ovat todenneet varmasti, että eri kivien puristuslujuus ei ole sama. Joten kivet, joissa on ydinsäteet, erottuvat korkeammista indikaattoreista säteittäisen puristuksen aikana. Toisaalta havupuilla on melko korkeat lujuusarvot jopa tangentiaalisessa puristuksessa.

• Staattinen taivutus. Tämän tyyppisen iskun, kuten staattisen taivutuksen, erottuva piirre on se, että puun eri kerrokset saavat erilaisia ​​vaikutuksia, nimittäin puun ylemmät kerrokset saavat puristusjännityksen ja alemmat - venyvät kuituja pitkin. Ylemmän ja alemman kerroksen välissä on erityinen kerros, johon ei kohdistu painetta. Perinteisesti tätä kerrosta kutsutaan neutraaliksi. Aluksi materiaalin tuhoutuminen alkaa alemmasta venytysvyöhykkeestä, jonka yhteydessä puun uloimmat kuidut repeytyvät. On olemassa keskimääräinen lujuusindikaattori, joka on tyypillinen suurelle määrälle puulajeja, se on 1000 kgf / cm2 (vaikka tästä indikaattorista voi olla poikkeamia kunkin tietyn lajin ainutlaatuisista indikaattoreista sekä tasosta riippuen kosteudesta).

• Siirtää. Pohjimmiltaan leikkaus on muodonmuutosta, joka tarkoittaa yhden osan siirtymistä toiseen nähden. Leikkauksia on useita eri tyyppejä: leikkaus (se voi tapahtua mihin tahansa suuntaan) ja leikkaus. Tässä tapauksessa on erityisen tärkeää seurata kuinka vahva puu pysyy. Joten hakettaminen vaikuttaa negatiivisesti lujuusindikaattoreihin, kivi pysyy vahvempana poikittaishakennuksen aikana.

Lujuuden lisäksi puulle on ominaista myös muut mekaaniset ja fysikaalis-mekaaniset ominaisuudet. Katsotaanpa tarkemmin tärkeimpiä.

Ensinnäkin on sanottava sellaisesta luonnollisen materiaalin ominaisuudesta kuin kovuus. Kovuus on yksi materiaalin tärkeimmistä ominaisuuksista ja raaka-aineen kyky vastustaa tietyn muotoisen kiinteän kappaleen tunkeutumista. Erota pään ja sivun kovuus (riippuen materiaalin puolelta, johon se vaikuttaa). Loppukovuus on suorituskyvyn suhteen korkeampi.

Kovuusindikaattoreista riippuen tällainen rakennusmateriaali, kuten puu, jaetaan kolmeen pääryhmään:

• pehmeä (esimerkiksi mänty, kuusi, setri, kuusi, lehmus, haapa, leppä, kastanja jne.);
• kiinteä;
• erityisen kovaa.

Näin ollen tiettyjen tuotteiden valmistuksessa on erittäin tärkeää ottaa huomioon sellainen parametri kuin kovuus. Esimerkiksi pehmeistä lajikkeista on toivottavaa tehdä koriste-elementtejä, ja vain erityisen kovat lajikkeet sopivat tukirakenteiden luomiseen.

Puun kovuus on kriittinen materiaalin levittämisen ja käsittelyn aikana. Riippuen erityistarpeistasi ja puun käyttökohteesta, yksi tai toinen vaihtoehto voi olla sopivin ja sopivin.

Toinen tärkeä ominaisuus, joka eroaa tietyissä puulajeissa (esim. vaahtera ja kuusi), on iskunkestävyys. Tämä ominaisuus osoittaa ja määrittää materiaalin kyvyn ottaa vastaan ​​dynaamisia kuormia. Samanaikaisesti mitä suurempi iskulujuus on, sitä vähemmän vaurioita ja eheysrikkomuksia havaitset puussa, kun käytät näitä erittäin dynaamisia kuormia. Yleisesti voidaan sanoa, että useimmille roduille tämä indikaattori on melko korkealla tasolla.

Erityistä huomiota tulee kiinnittää kulumiskestävyyteen, koska juuri tämä parametri määrittää, kestääkö puu pitkittyneitä kitkakuormituksia vastaan. Riippuen siitä, kuinka korkea kulutuskestävyys on, materiaalin mahdollinen käyttöikä vaihtelee huomattavasti. Kulutuskestävyystasoon vaikuttavat ratkaisevasti leikkaussuunta ja kunkin puulajin ainutlaatuiset ominaisuudet. On pidettävä mielessä, että päätypinnoille on ominaista korkea kulutuskestävyys. Kulutuskestävyyden suhteen kuiva ja märkä puu eroavat toisistaan ​​- ensimmäisellä on korkeampi taso.

Kuten edellä mainittiin, puu on yksi suosituimmista, yleisimmistä ja kysytyimmistä materiaaleista, jota käytetään huonekalujen, koriste-esineiden ja monien muiden tuotteiden valmistukseen. Näin ollen sitä käsiteltäessä siihen työnnetään suuri määrä kiinnikkeitä, useimmiten metallia. Siksi sellainen indikaattori, kuten kyky pitää metallikiinnittimiä, on ensiarvoisen tärkeä. Joten esimerkiksi naulat voivat leikata tai siirtää erilleen puun kuidut ja ruuvit voivat tarttua kuidut.

Toimivien ja esteettisesti miellyttävien tuotteiden luomiseksi puu on taitettava. Tässä suhteessa taivutuskyky on toinen tärkeä puun mekaaninen ominaisuus. Huomaa, että eri roduilla on erilaiset taivutuskyvyt. Joten esimerkiksi havupuiden osalta sääntö on, että taivutettaessa neulat on kostutettava, mutta kuiva puu ei käytännössä taivu (ja kun käytetään suurta painetta, se voi murtua ollenkaan).

Myös muodonmuutosominaisuudet ovat välttämättömiä. Ne vaikuttavat siihen, kuinka nopeasti (jos ollenkaan) puulajit toipuvat lyhyen aikavälin dynaamisista vaikutuksista. Yhdessä muotoutuvuuden kanssa myös sellaisella ominaisuudella kuin elastisuusmallilla on tärkeä rooli.

Koska puuta käytetään ihmiselämän eri aloilla ja se on yksi kysytyimmistä materiaaleista, on erittäin tärkeää tietää yksityiskohtaisesti kaikki sen ominaisuudet. Näin ollen, ennen kuin käytät materiaalia tiettyjen tuotteiden luomiseen (esimerkiksi huonekalut, koriste-elementit jne.) kaikki kemialliset, fysikaaliset ja mekaaniset ominaisuudet on tutkittava huolellisesti. Vain silloin tuotteesi on kestävä ja luotettava. Muista, että eri puulajit sopivat eri tarkoituksiin. Lisäksi joitain kiviä ei voi paljastaa ollenkaan, muuten ne yksinkertaisesti romahtavat. Tämä tieto on erityisen tärkeää ammattikalusteentekijöille ja muille rakennusalan edustajille.