Механические свойства древесины

Категория:
Плотничные и столярные работы


Механические свойства древесины

Способность древесины сопротивляться воздействию внешних сил определяет ее механические свойства. К механическим свойствам древесины относятся: прочность, твердость, упругость, пластичность, хрупкость, раскалываемость и гвоздимость.

Прочностью называется способность древесины сопротивляться без изменения своих качеств воздействию внешних сил, стремящихся сжать, растянуть, изогнуть, сколоть или срезать древесину.

Рис. 1. Схемы работы древесины:
а и б — на сжатие; в и г — на растяжение

Рис. 2. Схема работы деревянного бруса на изгиб

Внешние силы могут быть приложены по отношению к направлению волокон древесины или вдоль волокон, или поперек волокон. На рис. 12 даны схемы работы древесины На сжатие и на растяжение.

Сопротивление древесины сжатию и растяжению вдоль волокон значительно сильнее, чем в направлении поперек волокон. Так, прочность древесины на сжатие вдоль волокон примерно в 10 раз выше ее прочности при сжатии поперек волокон, а при растяжении древесины вдоль волокон ее сопротивление нагрузкам почти в 20 раз выше, чем при поперечном растяжении.

Прочность на сжатие и растяжение у древесины разных пород различная. Более плотная древесина обладает большей прочностью. На прочность также влияет влажность древесины. Сухая древесина в 2—2,5 раза прочнее сырой.

На рис. 2 показана схема работы древесины на изгиб. Древесина хорошо сопротивляется поперечному изгибу. Кроме влажности и плотности древесины, на ее прочность при изгибе сильно влияет наличие в ней сучков и трещин. Поэтому для элементов конструкций, работающих на изгиб, производят особо тщательный отбор древесины.

Схема работы древесины на скалывание и на срез показана на рис. 3. При скалывании происходит разрушение древесины

вдоль волокон без их перерезания, а при срезывании волокна перерезаются. На скалывание древесина работает значительно хуже, чем на срез.

Твердость древесины — это способность сопротивляться проникновению в нее более твердых тел, например режущих инструментов. По твердости различают следующие группы древесных пород: мягкие (все виды хвойных, кроме лиственницы и тиса, а также липа, осина, ольха, тополь), твердые (лиственница, тис, дуб, клен, ясень, орех) и очень твердые (самшит, граб, груша, акация). Твердость древесины каждой породы также зависит от ее влажности. Чем древесина суше, тем большей твердостью она обладает. Древесину твердых пород труднее обрабатывать, чем древесину мягких пород.

Рис. 3. Схема работы древесины:
а — на скалывание; б — на срез

Вместе с тем сухая древесина, несмотря на большую твердость, лучше обрабатывается, чем сырая. Так, сухую древесину лучше строгать, чем сырую, и поверхность строганой сухой древесины получается более чистая. Это объясняется тем, что волокна сухой древесины не обладают такой упругостью, как волокна сырой древесины, и они легче отщепляются друг от друга, не оставляя на поверхности задиров.

Упругость древесины — это способность ее восстанавливать первоначальную форму после прекращения действия нагрузки. Древесина может гнуться, не ломаясь, сохраняя затем первоначальную форму или принимая после определенной выдержки другую форму.

Всем известно, например, что ветви и ствол растущего дерева легко изгибаются под действием ветра и также легко выпрямляются. Однако существует так называемый предел упругости, после которого древесина разрушается.

Пластичность — это способность древесины сохранять без разрушения приданную ей при гнутье форму. Свойство пластичности древесины используется при изготовлении гнутой мебели, дуг, бочек, ободьев для колес, лыж и т. д.

Упругость и пластичность древесины различных пород разные. У лиственных пород они более значительны, чем у хвойных. Влажная древесина обладает более высокой упругостью и пластичностью, чем сухая. Вот почему при изготовлении гнутых изделий из древесины ее предварительно замачивают или распаривают.

Рис. 4. Клепка для бочки

Хрупкость и раскалываемость древесины. Хрупкость — это свойство, противоположное упругости. У древесины она сравнительно небольшая. Наибольшей хрупкостью обладает высушенная древесина. Раскалываемость древесины определяется ее способностью расщепляться вдоль волокон под воздействием удара клина (ножа, топора, колуна и т. д.). Волокна древесины слабо связаны между собой, поэтому они легко расщепляются. Наличие в стволе дерева сучков затрудняет раскалывание древесины. Прямослойная древесина колется легко. Способность древесины расщепляться вдоль волокон используется при изготовлении кровельной щепы, штукатурной драни и т. д.

Гвоздимость древесины — это ее способность допускать забивку и удерживать в себе металлические предметы (гвозди, костыли, скобы, шурупы и т. д.). Это свойство древесины объясняется тем, что при забивке гвоздя в древесину часть волокон перерезается, а остальные (соседние) сминаются, плотно обжимая гвоздь. При выдергивании гвоздя приходится преодолевать значительную силу трения, а при выдергивании шурупа, кроме того, необходимо прикладывать дополнительные усилия, чтобы нарезная часть шурупа перерезала поперек большое количество волокон древесины. Поэтому шурупы держатся в древесине лучше, чем гвозди.

Гвоздимость у древесины различных пород и у одних и тех же пород при различной влажности разная. Более твердые породы обладают худшей гвоздимостью, чем мягкие. Влажная древесина лучше гвоздится, чем сухая.

Гвоздимость древесины является хорошим ее качеством. Это свойство позволяет быстро и надежно соединять деревянные элементы между собой с помощью гвоздей, шурупов и т. д.


Реклама:



Читать далее:



Статьи по теме:


Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум