Puun Mekaaniset Ominaisuudet: Mitä Sillä On? Mikä On Vahvuus, Mistä Se Riippuu Ja Miten Se Eroaa Elastisuudesta? Mitkä Muut Ominaisuudet Ovat Mekaanisia?

Sisällysluettelo:

Video: Puun Mekaaniset Ominaisuudet: Mitä Sillä On? Mikä On Vahvuus, Mistä Se Riippuu Ja Miten Se Eroaa Elastisuudesta? Mitkä Muut Ominaisuudet Ovat Mekaanisia?

Video: Puun Mekaaniset Ominaisuudet: Mitä Sillä On? Mikä On Vahvuus, Mistä Se Riippuu Ja Miten Se Eroaa Elastisuudesta? Mitkä Muut Ominaisuudet Ovat Mekaanisia?
Video: Hallitus häpeää suomalaisuutta. Mauri Peltokangas, Arto Luukkanen ja Teuvo Hakkarainen kiertueella. 2024, Huhtikuu
Puun Mekaaniset Ominaisuudet: Mitä Sillä On? Mikä On Vahvuus, Mistä Se Riippuu Ja Miten Se Eroaa Elastisuudesta? Mitkä Muut Ominaisuudet Ovat Mekaanisia?
Puun Mekaaniset Ominaisuudet: Mitä Sillä On? Mikä On Vahvuus, Mistä Se Riippuu Ja Miten Se Eroaa Elastisuudesta? Mitkä Muut Ominaisuudet Ovat Mekaanisia?
Anonim

Puu on melko suosittu materiaali, joka soveltuu erilaisiin ihmiselämän alueisiin. Samaan aikaan kaikki eivät tiedä, että raaka -aineilla on useita ainutlaatuisia ominaisuuksia. Tänään artikkelissamme tarkastelemme tarkemmin puun mekaanisia ominaisuuksia.

Kuva
Kuva

Ominaisuudet

Puun mekaaniset ominaisuudet luonnehtivat materiaalin yleistä laatua ja ovat suorassa suhteessa siihen. Tärkeimpiä mekaanisen lujuuden indikaattoreita ovat puun kyky kestää sekä staattisia että dynaamisia kuormia.

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

Kuva
Kuva
Kuva
Kuva
Kuva
Kuva

Mikä on vahvuus ja mistä se riippuu?

Puun tärkein mekaaninen ominaisuus on sen lujuus. Lujuusominaisuudet vaikuttavat suoraan siihen, miten ja millä tasolla materiaali voi vastustaa ja vastustaa ei -toivottuja murtumia.

Kuva
Kuva
Kuva
Kuva

On syytä huomata, että puun voimakkuuden ja vaikutuksen suunnan välillä on suora yhteys. Joten raaka -aineen lujuus kasvaa 20 kertaa, kun isku on kuituja pitkin, kuin jos paine kohdistetaan poikki.

Kuva
Kuva
Kuva
Kuva

Keskiluokka (ns. "Väli") on havupuiden käytössä . Korkeammat hinnat ovat ominaisia esimerkiksi koivulle - siksi siitä valmistetaan usein erilaisia tuki- ja tukirakenteita sekä elementtejä, joiden kulumiskestävyys on tärkeä.

Kuva
Kuva

Se on kiinnostavaa. Sallitun voimakkuuden indikaattoreita ja niiden rajoja (sekä minimi- että maksimiarvoja) ei voida määrittää itsenäisesti kotona. Tällaiset toimenpiteet suoritetaan yksinomaan laboratorio -olosuhteissa. Samaan aikaan kokeita ja kokeita tehdään yksinomaan voimassa olevien valtion määräysten perusteella.

Kuva
Kuva

On huomattava, että kosteuden taso vaikuttaa lujuuden ja joustavuuden tasoon . Joten, kun sitä kostutetaan, puun sisällä tapahtuu erityisiä reaktioita, jotka heikentävät sen lujuutta. Lisäksi tämä säännös on merkityksellinen vain, jos kosteustaso nousee 25 prosenttiin. Lisäkostutus ei eroa merkittävissä reaktioissa eikä vaikuta lujuusindikaattoreihin. Asiantuntijat ymmärtävät tämän.

Kuva
Kuva
Kuva
Kuva

Sen vuoksi eri kivien lujuusindikaattoreiden vertaamiseksi sinun on varmistettava, että niiden kosteusindikaattorit ovat identtiset - vain tässä tapauksessa voidaan puhua objektiivisesta ja puolueettomasta tuloksesta.

Kuva
Kuva

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 lisääntyminen. Toisaalta dynaamiset kuormat ovat suhteellisen lyhyitä. Molemmat kuormat voivat tavalla tai toisella tuhota puun.

Kuva
Kuva
Kuva
Kuva

On myös pidettävä mielessä, että lujuusindikaattorit, sen rajat ja rajat vaihtelevat 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 rakenteellisesti, lujuus kasvaa (ja päinvastoin). Vahvuus vaihtelee sen mukaan, onko puu venytetty 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 sellaisten tuotteiden luomiseen, jotka toimivat poikittaisjännityksessä.

Kuva
Kuva

Puristus . Kuten mikä tahansa muu puuhun kohdistuva isku, se voidaan tehdä sekä pituus- että poikittaissuunnassa. Jos puhumme puristumisesta kuituja pitkin, on syytä huomata, että tässä tapauksessa kallio lyhenee (muodonmuutosprosessi ilmenee näin ulkopuolella). On myös pidettävä mielessä, että puun lujuus, joka ei puristu pitkin, vaan poikki, vähenee merkittävästi, erityisesti 8 kertaa. Laboratorio -olosuhteissa puu puristetaan säteittäiseen ja tangentiaaliseen suuntaan. Tällaisia kokeita suorittaessaan tutkijat ovat varmasti todenneet, että eri kivien puristuslujuus ei ole sama. Joten ydinsäteillä olevat kivet erottuvat korkeammilla indikaattoreilla säteittäisen puristuksen alla. Toisaalta havupuilla on melko suuret lujuusarvot jopa tangentiaalisessa puristuksessa.

Kuva
Kuva

Staattinen taivutus . Tämän tyyppisten iskujen, kuten staattisen taivutuksen, erottuva piirre on, että eri puukerroksilla on erilaisia vaikutuksia, nimittäin puun ylemmät kerrokset saavat puristusjännitystä ja alemmat - venytetään kuituja pitkin. Ylemmän ja alemman kerroksen välissä on erityinen kerros, joka ei koe mitään painetta. Perinteisesti tätä kerrosta kutsutaan neutraaliksi. Aluksi materiaalin tuhoaminen alkaa alemmalla venytetyllä vyöhykkeellä, jonka yhteydessä äärimmäiset puukuidut repeytyvät. On olemassa keskimääräinen vahvuusindeksi, joka on tyypillinen suurelle määrälle puulajeja, ja se on 1000 kgf / cm2 (vaikka tästä indikaattorista voi olla poikkeamia riippuen kunkin lajin yksilöllisistä indikaattoreista ja kosteus).

Kuva
Kuva

Siirtää . Pohjimmiltaan leikkaus on muodonmuutos, joka on yhden osan siirtyminen suhteessa toiseen. Leikkauksia on useita erilaisia: leikkaus (se voi tapahtua mihin tahansa suuntaan) ja leikkaus. Tässä tapauksessa on erityisen tärkeää seurata, kuinka vahva puu pysyy. Joten haketus pitkin vaikuttaa negatiivisesti lujuusindikaattoreihin, kivi pysyy vahvempana poikittaisen haketuksen aikana.

Kuva
Kuva

Kuten olemme nähneet, lujuus on puun tärkein mekaaninen ominaisuus. Samaan aikaan erilaiset vaikutteet voivat vaikuttaa sen tasoon. Kaikki nämä tekijät on otettava huomioon materiaalin käytön aikana, jotta se ei loukkaa sen eheyttä.

Kuva
Kuva

Muut mekaaniset perusominaisuudet

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

Kuva
Kuva

Kovuus

Ensinnäkin on sanottava sellaisesta luonnollisen materiaalin ominaisuudesta kuin kovuus. Kovuus on yksi materiaalin tärkeimmistä ominaisuuksista, ja se on raaka -aineen kyky vastustaa tietyn muodon kiinteän kappaleen tunkeutumista . Tee ero pääty- ja sivukovuuden välillä (riippuen materiaalin sivusta, johon se vaikuttaa). Pään kovuus on suorituskyvyn suhteen suurempi.

Kuva
Kuva
Kuva
Kuva

Tärkeä. On syytä huomata tämä tosiasia: huolimatta siitä, että jotkut puulajit erottuvat lisääntyneestä kovuudesta, tämä materiaali on edelleen näillä ominaisuuksiltaan huonompi kuin raaka -aineet, kuten esimerkiksi metalli.

Kuva
Kuva

Kovuusindikaattoreista riippuen tällainen rakennusmateriaali, kuten puu, on jaettu kolmeen pääryhmään:

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

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

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

Kuva
Kuva
Kuva
Kuva
Kuva
Kuva

Iskunkestävyys

Toinen tärkeä ominaisuus, joka eroaa tietyntyyppisten puulajien (esimerkiksi vaahteran ja kuusen) välillä, on iskunkestävyys. Tämä ominaisuus osoittaa ja määrittää materiaalin kyvyn sietää dynaamisia kuormia . Samaan aikaan, mitä suurempi iskulujuus on, sitä vähemmän vaurioita ja eheyshäiriöitä havaitset puussa näiden erittäin dynaamisten kuormien kohdistamisen aikana. Yleisesti voidaan sanoa, että useimpien rotujen osalta tämä indikaattori on melko korkealla tasolla.

Kuva
Kuva
Kuva
Kuva

Kulutuskestävyys

Erityistä huomiota on kiinnitettävä kulumiskestävyyteen, koska juuri tämä parametri määrittää, kykeneekö puu kestämään suhteessa pitkäaikaisiin kitkakuormituksiin. Kulutuskestävyydestä riippuen materiaalin mahdollinen käyttöikä vaihtelee merkittävästi . Kulumiskestävyyden tasoon vaikuttavat ratkaisevasti leikkuusuunta 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.

Kuva
Kuva

Kyky pitää metallikiinnikkeitä

Kuten edellä mainittiin, puu on yksi suosituimmista, yleisimmistä ja kysytyimmistä materiaaleista, jota käytetään huonekalujen, koriste -elementtien ja suuren määrän muiden tuotteiden luomiseen. Näin ollen sitä käsiteltäessä siihen ajetaan suuri määrä kiinnikkeitä, useimmiten - metalli . Siksi tällainen indikaattori, kuten kyky pitää metallikiinnikkeitä, on ensiarvoisen tärkeä. Esimerkiksi naulat voivat leikata tai siirtää puun kuidut toisistaan ja ruuvit voivat tarttua kuituihin.

Kuva
Kuva

Kyky taivuttaa

Toimivien ja esteettisesti miellyttävien tuotteiden luomiseksi puu on taitettava. Tässä suhteessa taivutuskyky on toinen tärkeä puun mekaaninen ominaisuus. Huomaa, että eri rotujen taivutuskyky on erilainen . Esimerkiksi havupuiden osalta sääntö on, että taivutettaessa neulat on kostutettava, mutta kuiva puu ei käytännössä taipu (ja kun käytetään suurta painetta, se voi rikkoutua ollenkaan).

Kuva
Kuva

Muodostuvuus

Muodonmuutosominaisuudet ovat myös tärkeitä. Ne vaikuttavat siihen, kuinka nopeasti (jos ollenkaan) puulaji toipuu lyhytaikaisesta dynaamisesta vaikutuksesta. Yhdessä muodonmuutoksen kanssa sellaisella ominaisuudella kuin joustavuusmallilla on myös tärkeä rooli.

Kuva
Kuva

Koska puuta käytetään eri elämänaloilla ja se on yksi kysytyimmistä materiaaleista, on erittäin tärkeää tietää kaikki sen ominaisuudet yksityiskohtaisesti. Näin ollen ennen materiaalin käyttöä tiettyjen tuotteiden luomiseen (esimerkiksi huonekalut, koriste -elementit jne.) kaikki kemialliset, fysikaaliset ja mekaaniset ominaisuudet on tutkittava huolellisesti. Vain silloin tuotteestasi tulee kestävä ja luotettava. Muista, että erilaiset puulajit sopivat eri tarkoituksiin. Lisäksi joitakin kiviä ei voi paljastaa lainkaan, muuten ne yksinkertaisesti romahtavat. Tämä tieto on erityisen tärkeää ammattimaisille huonekaluttajille ja muille rakennusteollisuuden edustajille.

Suositeltava: