Прочность древесного массива

Под прочностью древесины понимают ее способность к сохранению целостности после механического воздействия. Это зависит от строения массива, силы и продолжительности механической нагрузки. Изучением общих закономерностей разрушения структуры древесины с учетом временного фактора занимается научная дисциплина реология. Исходя из полученных данных, рекомендуется область применения древесного сырья.

Основные параметры прочностных качеств лесоматериалов

Главными эксплуатационными характеристиками пиломатериалов считаются прочность, устойчивость на сжатие, сопротивление изгибу, вязкость, твердость, износостойкость.

Показателем прочности различных пород под действием длительных нагрузок служит коэффициент, который колеблется в пределах от 0,5 до 0,6 величины максимальной устойчивости при кратковременных воздействиях. Определяется стандартными методами на брусках с сечением 20Х20мм, и вычисляется по итогам нескольких экспериментов, при которых сохраняется целостность испытуемого образца.

Устойчивость на сжатие устанавливается на брусках в форме призмы, нагрузку на которые увеличивают до появления признаков разрушения. Расчет показателя, характеризующего это свойство, проводится по специальной формуле по каждому отдельному опыту. Затем вычисляется средняя величина, которая для пород деревьев средней полосы при влажности 12% составляет около 50 Мпа.

Проверка сопротивляемости на изгиб производится на брусках небольших размеров. Конечный показатель определяется как усредненный после нескольких испытаний, и для распространенных пород он составляет примерно 100 МПа (лиственные гнутся легче, чем хвойные). В условиях производства дерево изгибают после предварительной обработки паром, после которой оно относительно легко деформируется. После высушивания получившаяся деталь сохраняет свою новую форму.

Под вязкостью массива понимается его способность поглощать ударные нагрузки, не разрушаясь. Этот параметр у лиственных пород в два раза выше, чем у хвойных.

Твердость древесного сырья – это сопротивляемость массива внедрению предмета из более твердого материала.

Сопротивляемость износу прямо пропорциональна твердости древесины и снижается при повышении ее влажности. Устойчивость к износу с торцевой стороны значительно выше, чем с любого бокового направления.

Отличительное свойство древесины – способность удерживать крепежные элементы (гвозди, шурупы, скобы и прочие). Оно используется во многих производственных сферах. Во время забивания штыря древесина сжимается, и сила трения в месте ее контакта с металлом резко возрастает. В результате деталь надежно фиксируется.

Все перечисленные характеристики учитываются при проектировании деревянных деталей и конструкций, используемых при строительстве, кораблестроении и в мебельной промышленности.

Сфера применения прочных пород

Одной из самых прочных пород дерева считается акация белая, повсеместно растущая в Европе. Из нее изготавливают высокопрочную паркетную доску. После пропаривания акации можно придать практически любую конфигурацию, что и используется в производстве знаменитых венских стульев.

Ненамного ей уступают ясень, дуб и береза Шмидта. Пиломатериалы из них не подвержены гниению, не боятся влаги и при длительном вымачивании прочность существенно возрастает. Красивая текстура позволяет использовать их для изготовления мебели, паркета, шпона и сувенирной продукции.

Из «железного дерева» (азобе, амазонское и эбеновое деревья, самшит, искора) изготавливаются детали для машиностроения. Древесный массив настолько плотный и тяжелый, что моментально тонет в воде. Некоторую элитную дорогостоящую мебель делают из сверхпрочного амаранта, произрастающего в Центральной Америке.

Высокой прочностью отличаются легкие бальза и пробковое дерево. Изделия из бальзы в 6 раз легче дуба и в 9 раз – воды. Из нее изготавливают разнообразное спортоборудование, лопасти для ветряных генераторов, авиационные модели.