Ce proprietăți mecanice are lemnul?

Lemnul este un material destul de popular care își găsește aplicarea în diverse domenii ale vieții umane. În același timp, nu toată lumea știe că materiile prime au o serie de caracteristici unice. Astăzi, în articolul nostru, vom arunca o privire mai atentă asupra proprietăților mecanice ale lemnului.

Proprietățile mecanice ale lemnului caracterizează calitatea generală a materialului și sunt direct proporționale cu aceasta. Cei mai importanți indicatori ai rezistenței mecanice includ capacitatea lemnului de a rezista la sarcini atât statice, cât și dinamice.

Pentru pentru a determina proprietățile mecanice pe care le posedă un material, acesta este întins, comprimat, îndoit și forfecat. Trebuie avut în vedere faptul că lemnul se numește material anizotrop, respectiv, materia primă poate avea proprietăți diferite în funcție de direcția în care este afectată. Există 2 direcții în total: radială și tangențială.

Cea mai importantă caracteristică mecanică a lemnului este rezistența sa. Caracteristicile de rezistență au un impact direct asupra modului în care și la ce nivel un material poate rezista și rezista la fracturi nedorite.

Clasa de mijloc (așa-numita „intermediară”) este ocupată de conifere. Ratele mai mari sunt caracteristice, de exemplu, pentru mesteacăn - de aceea sunt realizate foarte des din acesta diverse structuri de susținere și de susținere, precum și elemente pentru care rezistența crescută la uzură este importantă.

Trebuie remarcat faptul că nivelul de rezistență și elasticitate este influențat de nivelul de umiditate. Deci, atunci când este umezit, în interiorul lemnului apar reacții specifice, care îi reduc rezistența. Mai mult, această prevedere este relevantă numai dacă nivelul de umiditate crește la 25%. Umidificarea suplimentară nu diferă în nicio reacție semnificativă și nu afectează indicatorii de rezistență. Experții înțeleg acest lucru.

Pentru pentru a compara indicatorii de rezistență ai diferitelor roci, trebuie să vă asigurați că indicatorii lor de umiditate sunt identici - numai în acest caz se poate vorbi despre un rezultat obiectiv și imparțial.

Pe lângă umiditate, atunci când se măsoară rezistența, este important să se acorde atenție naturii și duratei încărcăturilor. De exemplu, sarcinile statice sunt constante. În plus, ele se caracterizează printr-o creștere lentă și treptată.Pe de altă parte, sarcinile dinamice sunt relativ scurte. Într-un fel sau altul, ambele încărcături pot distruge lemnul.

De asemenea, trebuie avut în vedere faptul că indicatorii de rezistență, limitele și limitele acestuia diferă în funcție de tipul specific de deformare.

• Întinderea. Dacă vorbim despre rezistența la tracțiune a lemnului, atunci acest indicator este de 1.300 kgf / cm2 (și acest parametru este relevant pentru toate soiurile). Într-o astfel de situație, structura internă a lemnului are o importanță decisivă. Dacă fibrele sunt aranjate corect și structurate, atunci rezistența crește (și invers). Rezistența diferă în funcție de faptul că lemnul este întins de-a lungul sau transversal. În primul caz, indicatorul este destul de mare, iar în al doilea, este de 20 de ori mai mic și se ridică la 65 kgf / cm2. Din cauza acestor caracteristici mecanice, lemnul este rar folosit pentru a crea produse care funcționează în tensiune transversală.

• Comprimare. Ca orice alt impact asupra lemnului, acesta poate fi efectuat atât în ​​direcția longitudinală, cât și transversală. Dacă vorbim despre compresie de-a lungul fibrelor, atunci este de remarcat faptul că în acest caz roca va fi scurtată (așa se va manifesta procesul de deformare în exterior). De asemenea, trebuie avut în vedere faptul că rezistența lemnului, care este comprimat nu de-a lungul, ci de-a lungul, este redusă semnificativ, în special de 8 ori. În condiții de laborator, arborele este comprimat în direcțiile radială și tangențială. În timpul efectuării unor astfel de experimente, oamenii de știință au stabilit cu siguranță că rezistența la compresiune a diferitelor roci nu este aceeași. Deci, rocile cu raze de miez se disting prin indicatori mai mari sub compresie radială. Pe de altă parte, coniferele prezintă valori de rezistență destul de ridicate chiar și sub compresie tangenţială.

• Încovoiere statică. O trăsătură distinctivă a acestui tip de impact, cum ar fi îndoirea statică, este că diferitele straturi de lemn primesc efecte diferite, și anume, straturile superioare de lemn primesc stres de compresiune, iar cele inferioare - întinderea de-a lungul fibrelor. Între straturile superioare și inferioare există un strat special care nu suferă nicio presiune. În mod tradițional, acest strat este numit neutru. Inițial, distrugerea materialului începe în zona inferioară întinsă, în legătură cu care sunt rupte fibrele exterioare ale lemnului. Există un indicator de rezistență medie, care este tipic pentru un număr mare de specii de lemn, este de 1.000 kgf / cm2 (în timp ce pot exista abateri de la acest indicator, în funcție de indicatorii unici ai fiecărei specii specifice, precum și de nivelul de umiditate).

• Schimb. Practic, forfecarea este o deformare, care este deplasarea unei piese în raport cu alta. Există mai multe tipuri diferite de forfecare: forfecare (poate să apară în orice direcție) și forfecare. În acest caz, este deosebit de important să monitorizați cât de puternic rămâne copacul. Deci, despicarea de-a lungul afectează negativ indicatorii de rezistență, roca rămâne mai puternică în timpul divizării transversale.

Pe lângă rezistență, lemnul se caracterizează și prin alte proprietăți mecanice și fizico-mecanice. Să aruncăm o privire mai atentă la cele principale.

În primul rând, este necesar să spunem despre o astfel de caracteristică a unui material natural precum duritatea. Duritatea este una dintre cele mai importante caracteristici ale unui material și este capacitatea unei materii prime de a rezista în raport cu pătrunderea unui corp solid de o anumită formă. Distingeți duritatea de la capăt și cea laterală (în funcție de partea materialului care este afectată). Duritatea finală este mai mare în ceea ce privește performanța sa.

În funcție de indicatorii de duritate, un astfel de material de construcție precum lemnul este împărțit în 3 grupuri principale:

• moale (de exemplu, pin, molid, cedru, brad, tei, aspen, arin, castan etc.);
• solid;
• extra tare.

În consecință, în fabricarea anumitor produse, este foarte important să se țină cont de un astfel de parametru precum duritatea. De exemplu, este de dorit să se facă elemente decorative din soiuri moi și numai soiurile deosebit de dure sunt potrivite pentru crearea structurilor de susținere.

Duritatea lemnului este critică în timpul aplicării și prelucrării materialului. În funcție de nevoile dumneavoastră specifice și de domeniul de aplicare al lemnului, una sau alta opțiune poate fi cea mai relevantă și potrivită.

O altă caracteristică importantă care diferă între anumite tipuri de lemn (de exemplu, arțar și molid) este rezistența la impact. Această proprietate desemnează și determină capacitatea unui material de a absorbi sarcini dinamice. În același timp, cu cât rezistența la impact este mai mare, cu atât mai puține daune și încălcări ale integrității veți observa pe copac în procesul de aplicare a acestor sarcini foarte dinamice. În general, putem spune că pentru majoritatea raselor acest indicator este la un nivel destul de ridicat.

O atenție deosebită trebuie acordată rezistenței la uzură, deoarece acest parametru determină dacă lemnul este capabil să reziste în raport cu sarcinile de frecare prelungite. În funcție de cât de mare este rezistența la uzură, durata de viață posibilă a materialului va varia semnificativ. Nivelul de rezistență la uzură este influențat decisiv de direcția de tăiere și de caracteristicile unice ale fiecărei specii de lemn. Trebuie avut în vedere faptul că rezistența ridicată la uzură este caracteristică suprafețelor de capăt. În ceea ce privește rezistența la uzură, lemnul uscat și cel umed diferă - primul are un nivel mai ridicat.

După cum am menționat mai sus, lemnul este unul dintre cele mai populare, răspândite și solicitate materiale care este folosit pentru a crea mobilier, obiecte decorative și un număr mare de alte produse. În consecință, la procesarea acestuia, un număr mare de elemente de fixare sunt introduse în el, cel mai adesea - metal. Prin urmare, un astfel de indicator precum capacitatea de a ține elemente de fixare metalice este de o importanță capitală. Deci, de exemplu, unghiile pot tăia sau îndepărta fibrele unui copac, iar șuruburile pot prinde fibrele.

Pentru a crea produse funcționale și plăcute din punct de vedere estetic, lemnul trebuie să fie pliat. În acest sens, capacitatea de a se îndoi este o altă proprietate mecanică importantă a lemnului. Vă rugăm să rețineți că rase diferite au niveluri diferite de capacitate de îndoire. Deci, de exemplu, în ceea ce privește coniferele, regula este că atunci când îndoiți acele trebuie umezite, dar un copac uscat practic nu se îndoaie (și când se aplică presiune mare, se poate rupe deloc).

Caracteristicile de deformare sunt de asemenea esențiale. Ele afectează cât de repede (dacă este deloc) speciile de arbori se recuperează după un impact dinamic pe termen scurt. În combinație cu deformabilitatea, o astfel de caracteristică precum modelul de elasticitate joacă, de asemenea, un rol important.

Datorita faptului ca lemnul este folosit in diverse sfere ale vietii umane si este unul dintre cele mai solicitate materiale, este foarte important sa cunoastem in detaliu toate proprietatile sale. În consecință, înainte de a utiliza materialul pentru a crea anumite produse (de exemplu, mobilier, elemente decorative etc.) toate proprietățile chimice, fizice și mecanice trebuie examinate cu atenție. Numai atunci produsul dvs. va fi durabil și de încredere. Amintiți-vă că diferite tipuri de lemn sunt potrivite pentru scopuri diferite. În plus, unele roci nu pot fi deloc expuse, altfel se vor prăbuși pur și simplu. Aceste cunoștințe sunt relevante în special pentru ebanisti profesioniști și alți reprezentanți ai industriei construcțiilor.