Träets Mekaniska Egenskaper: Vad Har Det? Vad är Styrka, Vad Beror Det På Och Hur Skiljer Det Sig Från Elasticitet? Vilka Andra Egenskaper är Mekaniska?

Innehållsförteckning:

Video: Träets Mekaniska Egenskaper: Vad Har Det? Vad är Styrka, Vad Beror Det På Och Hur Skiljer Det Sig Från Elasticitet? Vilka Andra Egenskaper är Mekaniska?

Video: Träets Mekaniska Egenskaper: Vad Har Det? Vad är Styrka, Vad Beror Det På Och Hur Skiljer Det Sig Från Elasticitet? Vilka Andra Egenskaper är Mekaniska?
Video: Mechanical Properties of material- Short definitions with illustrations, Easy explained 2024, April
Träets Mekaniska Egenskaper: Vad Har Det? Vad är Styrka, Vad Beror Det På Och Hur Skiljer Det Sig Från Elasticitet? Vilka Andra Egenskaper är Mekaniska?
Träets Mekaniska Egenskaper: Vad Har Det? Vad är Styrka, Vad Beror Det På Och Hur Skiljer Det Sig Från Elasticitet? Vilka Andra Egenskaper är Mekaniska?
Anonim

Trä är ett ganska populärt material som finner sin tillämpning på olika områden i människolivet. Samtidigt vet inte alla att råvaror har ett antal unika egenskaper. Idag i vår artikel kommer vi att titta närmare på träets mekaniska egenskaper.

Bild
Bild

Särdrag

Trets mekaniska egenskaper kännetecknar materialets övergripande kvalitet och står i direkt proportion till det. De viktigaste indikatorerna på mekanisk styrka inkluderar ett träds förmåga att klara av både statiska och dynamiska typer.

För det för att bestämma de mekaniska egenskaper som ett material besitter sträcks, komprimeras, böjs och klipps . Man bör komma ihåg att trä kallas ett anisotropiskt material, respektive råvara kan ha olika egenskaper beroende på i vilken riktning det påverkas. Det finns totalt två riktningar: radiell och tangentiell.

Bild
Bild
Bild
Bild
Bild
Bild

Vad är styrka och vad beror det på?

Den viktigaste mekaniska egenskapen hos trä är dess styrka. Styrkaegenskaper har en direkt inverkan på hur och på vilken nivå ett material kan motstå och motstå oönskade frakturer.

Bild
Bild
Bild
Bild

Det är värt att notera det faktum att det finns ett direkt samband mellan styrka och inriktning på trä. Så råvarans hållfasthet ökar 20 gånger när påverkan är längs fibrerna än om trycket appliceras över.

Bild
Bild
Bild
Bild

Den mellersta (så kallade "mellanliggande") klassen är upptagen av barrträd . Högre hastigheter är karakteristiska, till exempel för björk - det är därför olika stöd- och stödstrukturer ofta tillverkas av det, liksom element för vilka ökad slitstyrka är viktigt.

Bild
Bild

Det är intressant. Indikatorer på tillåten hållfasthet och dess gränser (både minimum och max) kan inte bestämmas oberoende hemma. Sådana procedurer utförs uteslutande under laboratorieförhållanden. Samtidigt utförs experiment och experiment uteslutande på grundval av nuvarande statliga bestämmelser.

Bild
Bild

Det ska noteras att styrkan och elasticiteten påverkas av fuktnivån . Så när det fuktas uppstår specifika reaktioner inuti träet, vilket minskar dess styrka. Dessutom är denna bestämmelse relevant endast om fuktnivån stiger till 25%. Ytterligare fuktning skiljer sig inte åt i några signifikanta reaktioner och påverkar inte styrkaindikatorerna. Experter förstår detta.

Bild
Bild
Bild
Bild

För det För att jämföra styrkaindikatorer för olika bergarter måste du se till att deras fuktindikatorer är identiska - bara i det här fallet är det möjligt att tala om ett objektivt och opartiskt resultat.

Bild
Bild

Förutom fukt, när man mäter styrka, är det också viktigt att vara uppmärksam på lasternas art och varaktighet . Till exempel är statiska belastningar konstanta. Dessutom kännetecknas de av en långsam och gradvis ökning. Å andra sidan är de dynamiska belastningarna relativt korta. På ett eller annat sätt kan båda lasterna förstöra trä.

Bild
Bild
Bild
Bild

Man bör också komma ihåg att styrkaindikatorer, dess gränser och gränser varierar beroende på den specifika typen av deformation

Stretching . Om vi pratar om träets draghållfasthet, är denna indikator 1300 kgf / cm2 (och denna parameter är relevant för alla sorter). I en sådan situation är träets inre struktur av avgörande betydelse. Om fibrerna är ordnade korrekt och strukturerade ökar styrkan (och vice versa). Styrkan skiljer sig beroende på om träet sträcks längs eller tvärs. I det första fallet är indikatorn ganska stor, och i det andra är den 20 gånger mindre och uppgår till 65 kgf / cm2. Det är på grund av dessa mekaniska egenskaper som trä sällan används för att skapa produkter som arbetar i tvärspänning.

Bild
Bild

Kompression . Liksom alla andra slag på trä kan det utföras både i längsgående och tvärgående riktning. Om vi pratar om kompression längs fibrerna, är det värt att notera att berget i detta fall kommer att förkortas (så kommer deformationsprocessen att manifestera sig utanför). Man bör också komma ihåg att trästyrkan, som inte komprimeras längs, utan tvärs, reduceras avsevärt, speciellt med 8 gånger. Under laboratorieförhållanden komprimeras trädet i de radiella och tangentiella riktningarna. Under genomförandet av sådana experiment har forskare med säkerhet fastställt att tryckhållfastheten hos olika stenar inte är densamma. Så stenar med kärnstrålar utmärks av högre indikatorer under radiell kompression. Å andra sidan visar barrträd ganska höga hållfasthetsvärden även under tangentiell komprimering.

Bild
Bild

Statisk böjning . Ett särdrag hos denna typ av stötar, såsom statisk böjning, är att olika träslag får olika effekter, nämligen att de övre lagren av trä får tryckspänning och de nedre sträcker sig längs fibrerna. Mellan de övre och nedre skikten finns ett speciellt lager som inte upplever något tryck. Traditionellt kallas detta lager neutralt. Inledningsvis börjar förstörelsen av materialet i den nedre sträckta zonen, i samband med vilken de extrema träfibrerna rivs. Det finns ett genomsnittligt hållfasthetsindex, som är typiskt för ett stort antal trädarter, det är 1000 kgf / cm2 (medan det kan finnas avvikelser från denna indikator beroende på de unika indikatorerna för varje specifik art, liksom på nivån på fukt).

Bild
Bild

Flytta . I grund och botten är skjuvning en deformation, vilket är förskjutningen av en del i förhållande till en annan. Det finns flera olika typer av skjuvning: klippning (det kan förekomma i alla riktningar) och klippning. I det här fallet är det särskilt viktigt att övervaka hur starkt trädet finns kvar. Så, chipping längs påverkar styrkaindikatorerna negativt, berget förblir starkare under tvärflis.

Bild
Bild

Som vi har sett är styrka det viktigaste mekaniska kännetecknet för trä. Samtidigt kan en mängd olika influenser påverka dess nivå. Alla dessa faktorer bör beaktas under driften av materialet för att inte kränka dess integritet.

Bild
Bild

Andra grundläggande mekaniska egenskaper

Förutom styrka kännetecknas trä också av andra mekaniska och fysikaliskt-mekaniska egenskaper. Låt oss titta närmare på de viktigaste.

Bild
Bild

Hårdhet

Först och främst är det nödvändigt att säga om en sådan egenskap hos ett naturmaterial som hårdhet. Hårdhet är en av de viktigaste egenskaperna hos ett material och är råvarans förmåga att motstå i förhållande till penetration av en fast kropp med en viss form . Skilj mellan änd- och sidohårdhet (beroende på vilken sida av materialet som påverkas). Sluthårdheten är högre när det gäller dess prestanda.

Bild
Bild
Bild
Bild

Viktig. Det bör noteras detta faktum: trots att vissa träslag kännetecknas av en ökad hårdhet, är detta material fortfarande sämre i dessa egenskaper än sådana råvaror som till exempel metall.

Bild
Bild

Beroende på hårdhetsindikatorerna är ett sådant byggmaterial som trä uppdelat i 3 huvudgrupper:

  • mjuk (till exempel tall, gran, cederträ, gran, lind, asp, al, kastanj, etc.);
  • fast;
  • extra hårt.
Bild
Bild

Följaktligen är det vid tillverkning av vissa produkter mycket viktigt att ta hänsyn till en sådan parameter som hårdhet. Till exempel är det önskvärt att göra dekorativa element av mjuka sorter, och endast särskilt hårda sorter är lämpliga för att skapa stödstrukturer.

Träets hårdhet är kritisk vid applicering och bearbetning av materialet . Beroende på dina specifika behov och omfattning av trä kan ett eller annat alternativ vara det mest relevanta och lämpliga.

Bild
Bild
Bild
Bild
Bild
Bild

Slagstyrka

En annan viktig egenskap som skiljer sig mellan vissa träslag (till exempel lönn och gran) är slaghållfasthet. Denna egenskap betecknar och bestämmer ett materials förmåga att absorbera dynamiska belastningar . Samtidigt, ju högre slaghållfasthet, desto mindre skador och integritetsöverträdelser kommer du att observera på trädet när du applicerar dessa mycket dynamiska belastningar. I allmänhet kan vi säga att för de flesta raser är denna indikator på en ganska hög nivå.

Bild
Bild
Bild
Bild

Slitstyrka

Särskild uppmärksamhet bör ägnas åt slitstyrka, eftersom det är denna parameter som avgör om träet kan motstå i förhållande till långvariga friktionsbelastningar. Beroende på hur hög slitstyrkan är, kommer materialets möjliga livslängd att variera avsevärt . Nivån på slitstyrka påverkas avgörande av skärriktningen och de unika egenskaperna hos varje viss träslag. Man bör komma ihåg att hög slitstyrka är karakteristisk för ändytor. När det gäller slitstyrka skiljer sig torrt och blött trä - det första har en högre nivå.

Bild
Bild

Möjligheten att hålla metallfästen

Som nämnts ovan är trä ett av de mest populära, utbredda och efterfrågade materialen som används för att skapa möbler, dekorativa element och ett stort antal andra produkter. Följaktligen, vid bearbetning av det, drivs ett stort antal fästelement in i det, oftast - metall . Därför är en sådan indikator som förmågan att hålla metallfästen av yttersta vikt. Så till exempel kan spikar klippa eller flytta isär fibrerna i ett träd, och skruvar kan fånga fibrerna.

Bild
Bild

Möjligheten att böja sig

För att skapa funktionella och estetiskt tilltalande produkter måste trä vikas. I detta avseende är förmågan att böja en annan viktig mekanisk egenskap hos trä. Observera att olika raser har olika böjningsnivåer . Så, till exempel, när det gäller barrträd, är regeln att när bockning måste nålarna fuktas, men ett torrt träd böjer sig praktiskt taget inte (och när högt tryck appliceras kan det bryta alls).

Bild
Bild

Deformabilitet

Deformationsegenskaper är också viktiga. De påverkar hur snabbt (om alls) trädslag återhämtar sig från en kortsiktig dynamisk påverkan. I kombination med deformerbarhet spelar en sådan egenskap som elasticitetsmodellen också en viktig roll.

Bild
Bild

På grund av det faktum att trä används i olika sfärer i människolivet och är ett av de mest efterfrågade materialen, är det mycket viktigt att känna till alla dess egenskaper i detalj. Innan du använder materialet för att skapa vissa produkter (till exempel möbler, dekorativa element, etc.) alla kemiska, fysikaliska och mekaniska egenskaper bör undersökas noggrant. Först då blir din produkt hållbar och pålitlig. Kom ihåg att olika träslag är lämpliga för olika ändamål. Dessutom kan vissa stenar inte avslöjas alls, annars kommer de helt enkelt att kollapsa. Denna kunskap är särskilt relevant för professionella snickare och andra företrädare för byggbranschen.

Rekommenderad: