Методика проведения испытания

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОДУЛЯ УПРУГОСТИ И ПРЕДЕЛА ПРОЧНОСТИ

ДРЕВЕСИНЫ ПРИ СТАТИЧЕСКОМ ИЗГИБЕ

Цель работы – определить временное и нормативное сопротивления древесины изгибу, а также её модуль упругости.

Методика проведения испытания

Для испытания изготавливают образцы – в форме брусков с размерами 20х20х300 мм, таким образом, чтобы годовые кольца на торцах были параллельными паре граней. Перед испытанием составляют эскизы образцов и измеряют размеры сечения рабочей части с помощью штангенциркуля по ГОСТ 166-80 с точностью до 0,1 мм.

При испытании образец помещается на неподвижные опоры. К верхнему захвату испытательной машины прикреплена траверса. Для измерения прогиба в зоне чистого изгиба устанавливается индикатор часового типа (рис.1).

Рис. 1. Эскиз образца и схема испытания образца

Нагрузка на образец прикладывается при постоянной скорости перемещения нагружающего элемента. Скорость при этом должна быть такой, чтобы продолжительность нагружения образца до максимального значения нагрузки составляла не менее 2 и не более 5 минут.

При достижении значения нагрузки 800 Н, производится плавное разгружение до 200 Н, после чего цикл повторяют один раз. При трех последующих нагружениях, в момент достижения нагрузки 300 Н и 800 Н, измеряется прогиб с точностью до 0,01 мм. Отсчеты по индикатору заносятся в таблицу 1. По результатам полученных данных определяется модуль упругости.

После циклического загружения выполняется ступенчатая нагрузка с шагом 200 до разрушения образца для определения временного сопротивления и построения графика зависимости деформаций от напряжений. В стадии разрушения фиксируется величина нагрузки.

После испытания с помощью электровлагомера определяется влажность образца по и фиксируется температура воздуха в лаборатории.

Таблица 1

Показания индикатора при статическом изгибе

Предел прочности (s_W) в МПа образца с влажностью в момент испытания вычисляют по формуле

где Р_mах - максимальная нагрузка, H;

l - расстояние между центрами опор, мм;

h - высота образца, мм;

b - ширина образца, мм.

Результат вычисляют и округляют до 1 МПа.

Предел прочности образца с нормализованной влажностью при необходимости пересчитывают на влажность 12 % по формуле

где a - поправочный коэффициент на влажность, равный 0,04 для всех пород;

W - влажность образца в момент испытания, %.

Предел прочности образца с влажностью, отличающейся от нормализованной, пересчитывают на влажность 12 % по формуле

где - коэффициент пересчета, определяемый по таблице при известной плотности древесины.

Результат вычисляют и округляют до 1 МПа.

Модуль упругости:

Для образцов с влажностью меньше предела гигроскопичности:

где a - поправочный коэффициент на влажность, равный 0,01 для всех пород;

Для образцов с влажностью, равной или больше предела гигроскопичности:

Таблица 2

Влажность W, %	Коэффициент пересчета при плотности r12, кг/м3
	1,405	1,396	1,390	1,375	1,365	1,345	1,320	1,280	1,245	1,205	1,153
	1,335	1,330	1,320	1,310	1,300	1,285	1,264	1,232	1,202	1,170	1,125
	1,267	1,262	1,255	1,248	1,240	1,230	1,212	1,185	1,163	1,136	1,100
	1,210	1,205	1,200	1,193	1,190	1,180	1,165	1,145	1,125	1,105	1,080
	1,150	1,148	1,143	1,140	1,135	1,127	1,120	1,105	1,090	1,075	1,056
	1,098	1,098	1,092	1,090	1,087	1,082	1,077	1,070	1,060	1,050	1,038
	1,048	1,048	1,042	1,042	1,040	1,040	1,038	1,033	1,027	1,023	1,020
	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000
	0,955	0,955	0,955	0,955	0,956	0,960	0,962	0,968	0,970	0,975	0,982
	0,915	0,915	0,915	0,917	0,920	0,925	0,930	0,940	0,948	0,957	0,965
	0,875	0,878	0,880	0,882	0,887	0,890	0,900	0,913	0,922	0,937	0,951
	0,837	0,840	0,840	0,845	0,852	0,860	0,870	0,887	0,900	0,915	0,938
	0,805	0,810	0,810	0,813	0,820	0,830	0,840	0,862	0,880	0,900	0,925
	0,780	0,785	0,785	0,793	0,798	0,807	0,820	0,843	0,863	0,887	0,915
	0,745	0,750	0,753	0,760	0,768	0,780	0,795	0,820	0,843	0,870	0,903
	0,715	0,722	0,722	0,735	0,740	0,757	0,773	0,800	0,825	0,855	0,892
	0,695	0,701	0,703	0,710	0,718	0,735	0,752	0,782	0,812	0,842	0,882
	0,665	0,672	0,680	0,687	0,693	0,710	0,732	0,765	0,795	0,830	0,875
	0,645	0,650	0,657	0,668	0,672	0,688	0,715	0,750	0,785	0,820	0,865
	0,620	0,630	0,638	0,643	0,650	0,668	0,696	0,730	0,768	0,808	0,855
	0,605	0,614	0,619	0,624	0,636	0,653	0,680	0,720	0,755	0,800	0,850
	0,590	0,595	0,600	0,610	0,622	0,638	0,665	0,710	0,747	0,790	0,842
	0,570	0,575	0,580	0,595	0,605	0,625	0,650	0,695	0,735	0,780	0,835
	0,554	0,560	0,565	0,580	0,590	0,610	0,638	0,682	0,725	0,770	0,830
	0,540	0,550	0,553	0,568	0,577	0,600	0,628	0,675	0,718	0,765	0,825
>30	0,530	0,538	0,540	0,554	0,565	0,590	0,620	0,665	0,710	0,757	0,820

Рис. 2. Зависимость деформации от нагрузки

Рис. 3. Характер разрушения образца

Выводы: