אילו תכונות מכניות יש לעץ?

עץ הוא חומר פופולרי למדי שמוצא את יישומו בתחומים שונים של חיי האדם. יחד עם זאת, לא כל אדם יודע שלחומרי גלם יש מספר מאפיינים ייחודיים. היום במאמר שלנו נסתכל מקרוב על התכונות המכניות של עץ.

התכונות המכניות של העץ מאפיינות את איכות החומר הכוללת והן עומדות ביחס ישר אליו. האינדיקטורים החשובים ביותר לחוזק מכני כוללים את יכולתו של עץ לעמוד בעומסים מסוג סטטי ודינאמי כאחד.

ל כדי לקבוע את התכונות המכניות שיש לחומר, הוא נמתח, דחוס, מכופף וגזוז. יש לזכור שעץ נקרא חומר אנזוטרופי, בהתאמה, לחומר הגלם יכולות להיות תכונות שונות בהתאם לכיוון בו הוא מושפע. ישנם 2 כיוונים בסך הכל: רדיאלי ומשיק.

התכונה המכנית החשובה ביותר של עץ היא החוזק שלו. למאפייני חוזק יש השפעה ישירה על האופן שבו ובאיזה רמה חומר יכול להתנגד ולעמוד בפני שברים לא רצויים.

המעמד הבינוני (מה שנקרא "בינוני") תפוס על ידי עצי מחט. תעריפים גבוהים יותר אופייניים, למשל, עבור ליבנה - לכן לעתים קרובות עשויים ממנו מבנים תומכים ותומכים שונים, כמו גם אלמנטים שעבורם חשובה עמידות מוגברת לבלאי.

צריך לציין ש רמת החוזק והגמישות מושפעת מרמת הלחות. לכן, כאשר הוא לח, מתרחשות תגובות ספציפיות בתוך העץ, אשר מפחיתות את חוזקו. יתרה מכך, הוראה זו רלוונטית רק אם רמת הלחות עולה ל-25%. הרטבה נוספת אינה שונה בתגובות משמעותיות ואינה משפיעה על מדדי החוזק. מומחים מבינים זאת.

ל כדי להשוות את מדדי החוזק של סלעים שונים, עליך לוודא שמחווני הלחות שלהם זהים - רק במקרה זה ניתן לדבר על תוצאה אובייקטיבית וחסרת פניות.

בנוסף ללחות, בעת מדידת חוזק, חשוב לשים לב גם לאופי ולמשך העומסים. לדוגמה, עומסים סטטיים קבועים. בנוסף, הם מתאפיינים בעלייה איטית והדרגתית.מצד שני, העומסים הדינמיים קצרים יחסית. כך או אחרת, שני העומסים יכולים להרוס עץ.

כמו כן יש לזכור כי מדדי חוזק, גבולותיו ומגבלותיו שונים בהתאם לסוג הספציפי של דפורמציה.

• מְתִיחָה. אם אנחנו מדברים על חוזק המתיחה של עץ, אז אינדיקטור זה הוא 1,300 kgf / cm2 (ופרמטר זה רלוונטי עבור כל הזנים). במצב כזה יש חשיבות מכרעת למבנה הפנימי של העץ. אם הסיבים מסודרים נכון ומובנים, אז החוזק גדל (ולהיפך). החוזק משתנה בהתאם אם העץ נמתח לאורך או לרוחבו. במקרה הראשון, המחוון הוא די גדול, ובשני, הוא קטן פי 20 ומסתכם ב-65 ק"ג / ס"מ. זה בגלל תכונות מכניות אלה כי עץ משמש לעתים רחוקות כדי ליצור מוצרים הפועלים במתח רוחבי.

• דְחִיסָה. כמו כל השפעה אחרת על עץ, זה יכול להתבצע הן בכיוון האורך והן לרוחב. אם אנחנו מדברים על דחיסה לאורך הסיבים, אז ראוי לציין שבמקרה זה הסלע יתקצר (כך יתבטא תהליך העיוות בחוץ). כמו כן, יש לזכור כי חוזק העץ, אשר נדחס לא לאורך, אלא לרוחב, מופחת באופן משמעותי, במיוחד פי 8. בתנאי מעבדה, העץ נדחס בכיוון הרדיאלי והמשיקי. במהלך עריכת ניסויים כאלה, מדענים קבעו בוודאות כי חוזק הלחיצה של סלעים שונים אינו זהה. אז, סלעים עם קרני ליבה נבדלים על ידי אינדיקטורים גבוהים יותר תחת דחיסה רדיאלית. מצד שני, עצי מחט מראים ערכי חוזק גבוהים למדי אפילו בדחיסה משיקית.

• כיפוף סטטי. מאפיין ייחודי של פגיעה מסוג זה, כגון כיפוף סטטי, הוא ששכבות עץ שונות זוכות לאפקטים שונים, כלומר, השכבות העליונות של העץ מקבלות לחץ לחיצה, והתחתונות - מתיחה לאורך הסיבים. בין השכבה העליונה לתחתונה ישנה שכבה מיוחדת שאינה חווה כל לחץ. באופן מסורתי, שכבה זו נקראת נייטרלית. בתחילה, הרס החומר מתחיל באזור המתוח התחתון, שבקשר אליו נקרעים הסיבים החיצוניים ביותר של העץ. קיים מחוון חוזק ממוצע, שאופייני למספר רב של מיני עץ, הוא 1,000 ק"ג/ס"מ (בעוד שייתכנו סטיות ממדד זה, בהתאם לאינדיקטורים הייחודיים של כל מין ספציפי, כמו גם ברמה של לחות).

• מִשׁמֶרֶת. בעיקרון, גזירה היא דפורמציה, שהיא תזוזה של חלק אחד ביחס לאחר. ישנם מספר סוגים שונים של גזירה: גזירה (זה יכול להתרחש בכל כיוון) וגזירה. במקרה זה, חשוב במיוחד לעקוב אחר מידת החזקה של העץ. אז, פיצול לאורך משפיע לרעה על מחווני החוזק, הסלע נשאר חזק יותר במהלך פיצול רוחבי.

בנוסף לחוזק, העץ מאופיין גם בתכונות מכניות ופיזיקליות-מכניות נוספות. בואו נסתכל מקרוב על העיקריים שבהם.

קודם כל, יש צורך לומר על מאפיין כזה של חומר טבעי כמו קשיות. קשיות היא אחת התכונות החשובות ביותר של חומר והיא יכולתו של חומר גלם להתנגד ביחס לחדירת גוף מוצק בעל צורה מסוימת. יש להבחין בין קשיות הקצה והצד (תלוי בצד החומר שנפגע). קשיות הקצה גבוהה יותר מבחינת הביצועים שלו.

בהתאם למדדי הקשיות, חומר בנייה כמו עץ ​​מחולק ל-3 קבוצות עיקריות:

• רך (לדוגמה, אורן, אשוח, ארז, אשוח, טיליה, אספן, אלמון, ערמון וכו ');
• מוצק;
• קשה במיוחד.

בהתאם לכך, בייצור של מוצרים מסוימים, חשוב מאוד לקחת בחשבון פרמטר כזה כמו קשיות. לדוגמה, רצוי לעשות אלמנטים דקורטיביים מזנים רכים, ורק זנים קשים במיוחד מתאימים ליצירת מבני תמיכה.

קשיות העץ היא קריטית במהלך היישום והעיבוד של החומר. בהתאם לצרכים הספציפיים שלך ולהיקף היישום של העץ, אפשרות כזו או אחרת עשויה להיות הרלוונטית והמתאימה ביותר.

מאפיין חשוב נוסף השונה בין סוגי עץ מסוימים (למשל מייפל ואשוח) הוא חוזק הפגיעה. מאפיין זה מייעד וקובע את יכולתו של חומר לספוג עומסים דינמיים. יחד עם זאת, ככל שעוצמת הפגיעה גבוהה יותר, כך תראו פחות נזקים ושלמות על העץ בתהליך הפעלת העומסים המאוד דינמיים הללו. באופן כללי, אנו יכולים לומר כי עבור רוב הגזעים אינדיקטור זה הוא ברמה גבוהה למדי.

יש להקדיש תשומת לב מיוחדת לעמידות בפני שחיקה, שכן פרמטר זה הוא שקובע האם העץ מסוגל להתנגד ביחס לעומסי חיכוך ממושכים. בהתאם למידת ההתנגדות לבלאי גבוהה, חיי השירות האפשריים של החומר ישתנו באופן משמעותי. רמת העמידות בפני שחיקה מושפעת באופן מכריע מכיוון החיתוך ומהמאפיינים הייחודיים של כל סוג עץ מסוים. יש לזכור שעמידות בפני שחיקה גבוהה אופיינית למשטחי קצה. מבחינת עמידות בפני שחיקה, העץ היבש והרטוב נבדל - לראשון יש רמה גבוהה יותר.

כאמור, עץ הוא אחד החומרים הפופולריים, הנפוצים והמבוקשים ביותר המשמשים ליצירת רהיטים, פריטי נוי ועוד מספר רב של מוצרים. בהתאם לכך, בעת עיבודו, מונעים לתוכו מספר רב של מחברים, לרוב - מתכת. לכן, אינדיקטור כזה כמו היכולת להחזיק מחברי מתכת הוא בעל חשיבות עליונה. כך, למשל, מסמרים יכולים לחתוך או להזיז את סיבי העץ, וברגים יכולים לתפוס את הסיבים.

על מנת ליצור מוצרים פונקציונליים ואסתטיים, יש לקפל עץ. בהקשר זה, היכולת לכופף היא תכונה מכנית חשובה נוספת של עץ. שימו לב שלגזעים שונים יש רמות שונות של יכולת כיפוף. כך, למשל, לגבי עצי מחט, הכלל הוא שכאשר מכופפים יש להרטיב את המחטים, אך עץ יבש כמעט אינו מתכופף (וכאשר מופעל לחץ גבוה, הוא יכול להישבר כלל).

מאפייני דפורמציה הם גם חיוניים. הם משפיעים על כמה מהר (אם בכלל) מיני עצים מתאוששים מהשפעה דינמית לטווח קצר. בשילוב עם יכולת עיוות, מאפיין כמו מודל הגמישות ממלא גם תפקיד חשוב.

בשל העובדה שעץ משמש בתחומים שונים של חיי האדם והוא אחד החומרים המבוקשים ביותר, חשוב מאוד להכיר בפירוט את כל תכונותיו. בהתאם לכך, לפני השימוש בחומר ליצירת מוצרים מסוימים (לדוגמה, רהיטים, אלמנטים דקורטיביים וכו') יש לבחון היטב את כל התכונות הכימיות, הפיזיקליות והמכניות. רק כך המוצר שלך יהיה עמיד ואמין. זכרו שסוגי עץ שונים מתאימים למטרות שונות. בנוסף, חלק מהסלעים לא יכולים להיחשף כלל, אחרת הם פשוט יקרסו. ידע זה רלוונטי במיוחד עבור ארונות מקצועיים ונציגים אחרים של ענף הבנייה.