Sifat Mekanikal Kayu: Apa Yang Ada Padanya? Apa Kekuatan, Apa Yang Bergantung Dan Bagaimana Ia Berbeza Dengan Keanjalan? Apakah Sifat Mekanikal Lain?

2024 Pengarang: Beatrice Philips | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-15 04:16

Kayu adalah bahan yang cukup popular yang dapat digunakan dalam pelbagai bidang kehidupan manusia. Pada masa yang sama, tidak setiap orang tahu bahawa bahan mentah mempunyai sejumlah ciri unik. Hari ini dalam artikel kami akan melihat lebih dekat sifat mekanik kayu.

Kekhususan

Sifat mekanik kayu mencirikan kualiti keseluruhan bahan dan sesuai langsung dengannya. Petunjuk kekuatan mekanikal yang paling penting merangkumi kemampuan pokok menahan beban dari jenis statik dan dinamik.

Untuk itu untuk menentukan sifat mekanik yang dimiliki oleh bahan, ia diregangkan, dimampatkan, dibengkokkan dan dicukur . Harus diingat bahawa kayu disebut bahan anisotropik, masing-masing, bahan mentah boleh mempunyai sifat yang berbeza bergantung pada arah di mana ia terkena. Terdapat 2 arah secara keseluruhan: radial dan tangensial.

Apa kekuatan dan apa itu bergantung?

Ciri mekanikal kayu yang paling penting adalah kekuatannya. Ciri kekuatan mempunyai kesan langsung pada bagaimana dan pada tahap apa bahan dapat menahan dan menahan patah tulang yang tidak diingini.

Perlu diingat fakta bahawa terdapat hubungan langsung antara kekuatan dan arah hentaman pada kayu. Oleh itu, kekuatan bahan mentah meningkat 20 kali ganda ketika hentaman di sepanjang serat daripada jika tekanan dikenakan di seberang.

Kelas tengah (disebut "pertengahan") dihuni oleh konifer . Kadar yang lebih tinggi adalah ciri, contohnya, untuk birch - itulah sebabnya pelbagai struktur pendukung dan penyokong sangat kerap dibuat daripadanya, dan juga unsur-unsur yang penting untuk meningkatkan ketahanan aus.

Ia menarik. Petunjuk kekuatan yang dibenarkan dan hadnya (minimum dan maksimum) tidak dapat ditentukan secara bebas di rumah. Prosedur sedemikian dilakukan secara eksklusif dalam keadaan makmal. Pada masa yang sama, eksperimen dan eksperimen dijalankan secara eksklusif berdasarkan peraturan keadaan semasa.

Perlu diingatkan bahawa tahap kekuatan dan keanjalan dipengaruhi oleh tahap kelembapan . Oleh itu, apabila dibasahi, reaksi khusus berlaku di dalam kayu, yang mengurangkan kekuatannya. Lebih-lebih lagi, peruntukan ini hanya relevan jika tahap kelembapan meningkat hingga 25%. Pelembapan lebih lanjut tidak berbeza dalam tindak balas yang ketara dan tidak mempengaruhi petunjuk kekuatan. Pakar memahami perkara ini.

Untuk itu untuk membandingkan petunjuk kekuatan batuan yang berbeza, anda perlu memastikan bahawa petunjuk kelembapannya sama - hanya dalam kes ini, kita boleh membincangkan hasil yang objektif dan tidak memihak.

Selain kelembapan, ketika mengukur kekuatan, juga penting untuk memperhatikan sifat dan jangka masa beban . Contohnya, beban statik tetap. Di samping itu, mereka dicirikan oleh peningkatan yang perlahan dan beransur-ansur. Sebaliknya, beban dinamik agak pendek. Dengan satu cara atau yang lain, kedua-dua beban dapat memusnahkan kayu.

Perlu juga diingat bahawa petunjuk kekuatan, had dan hadnya berbeza bergantung pada jenis ubah bentuk tertentu

Regangan . Sekiranya kita bercakap mengenai kekuatan tegangan kayu, maka penunjuk ini adalah 1,300 kgf / cm2 (dan parameter ini relevan untuk semua varieti). Dalam keadaan seperti itu, struktur dalaman kayu sangat penting. Sekiranya gentian disusun dengan betul dan tersusun, maka kekuatannya bertambah (dan sebaliknya). Kekuatan berbeza bergantung pada sama ada kayu diregangkan di sepanjang atau di seberang. Dalam kes pertama, penunjuknya cukup besar, dan yang kedua, 20 kali lebih kecil dan berjumlah 65 kgf / cm2. Oleh kerana ciri mekanikal ini, kayu jarang digunakan untuk membuat produk yang berfungsi dalam tegangan melintang.

Pemampatan . Seperti kesan lain pada kayu, ia boleh dilakukan baik pada arah membujur dan melintang. Sekiranya kita bercakap mengenai pemampatan di sepanjang gentian, maka perlu diperhatikan bahawa dalam hal ini batu akan dipendekkan (ini adalah bagaimana proses ubah bentuk akan terwujud di luar). Perlu juga diingat bahawa kekuatan kayu, yang dimampatkan tidak sepanjang, tetapi seberang, berkurang dengan ketara, khususnya sebanyak 8 kali. Dalam keadaan makmal, pokok itu dimampatkan mengikut arah radial dan tangensial. Dalam menjalankan eksperimen seperti itu, para saintis telah memastikan bahawa kekuatan mampatan batu yang berbeza tidak sama. Oleh itu, batu dengan sinar teras dibezakan oleh penunjuk yang lebih tinggi di bawah pemampatan radial. Sebaliknya, konifer menunjukkan nilai kekuatan yang cukup tinggi walaupun di bawah pemampatan tangen.

Lenturan statik . Ciri khas hentaman jenis ini, seperti lenturan statik, adalah bahawa lapisan kayu yang berlainan menerima kesan yang berbeza, iaitu, lapisan atas kayu menerima tegasan mampatan, dan lapisan bawah - meregangkan sepanjang serat. Di antara lapisan atas dan bawah terdapat lapisan khas yang tidak mengalami tekanan. Secara tradisional, lapisan ini dipanggil neutral. Pada mulanya, pemusnahan bahan bermula di zon regangan bawah, sehubungan dengan mana serat kayu ekstrem terkoyak. Terdapat indeks kekuatan rata-rata, yang khas untuk sebilangan besar spesies pokok, ia adalah 1.000 kgf / cm2 (sementara mungkin terdapat penyimpangan dari penunjuk ini bergantung pada indikator unik setiap spesies tertentu, dan juga pada tahap kelembapan).

Pergeseran . Pada dasarnya, ricih adalah ubah bentuk, yang merupakan anjakan satu bahagian berhubung dengan bahagian lain. Terdapat beberapa jenis ricih: ricih (boleh berlaku ke arah mana pun) dan ricih. Dalam kes ini, sangat penting untuk memantau seberapa kuat pokok itu kekal. Oleh itu, memotong secara negatif mempengaruhi penunjuk kekuatan, batuan tetap kuat semasa melakukan pemotongan melintang.

Seperti yang kita lihat, kekuatan adalah ciri mekanikal kayu yang paling penting. Pada masa yang sama, pelbagai pengaruh dapat mempengaruhi tahapnya. Semua faktor ini harus diambil kira semasa operasi bahan tersebut agar tidak melanggar integriti.

Sifat mekanikal asas lain

Sebagai tambahan kepada kekuatan, kayu juga dicirikan oleh sifat mekanikal dan fizikal-mekanikal lain. Mari kita perhatikan yang utama.

Kekerasan

Pertama sekali, perlu dinyatakan mengenai ciri bahan semula jadi seperti kekerasan. Kekerasan adalah salah satu ciri terpenting dari bahan dan kemampuan bahan mentah untuk menolak berhubung dengan penembusan badan padat dengan bentuk tertentu . Bezakan antara kekerasan hujung dan sisi (bergantung pada sisi bahan yang terjejas). Kekerasan akhir lebih tinggi dari segi prestasinya.

Penting. Perlu diperhatikan fakta ini: walaupun sebilangan jenis kayu dibezakan oleh tahap kekerasan yang meningkat, bahan ini masih lebih rendah daripada ciri-ciri ini daripada bahan mentah seperti logam.

Bergantung pada petunjuk kekerasan, bahan binaan seperti kayu dibahagikan kepada 3 kumpulan utama:

• lembut (contohnya, pain, spruce, cedar, cemara, linden, aspen, alder, chestnut, dll.);
• padat;
• lebih sukar.

Oleh itu, dalam pembuatan produk tertentu, sangat penting untuk mempertimbangkan parameter seperti kekerasan. Sebagai contoh, adalah wajar untuk membuat elemen hiasan dari varieti lembut, dan hanya terutamanya jenis keras yang sesuai untuk membuat struktur sokongan.

Kekerasan kayu sangat penting semasa aplikasi dan pemprosesan bahan . Bergantung pada keperluan khusus dan skop penggunaan kayu anda, satu atau satu lagi pilihan mungkin paling sesuai dan sesuai.

Kekuatan hentaman

Ciri penting lain yang berbeza antara jenis kayu tertentu (misalnya, maple dan spruce) adalah kekuatan hentaman. Properti ini menetapkan dan menentukan kemampuan bahan untuk menyerap beban dinamik . Pada masa yang sama, semakin tinggi kekuatan hentaman, semakin sedikit kerosakan dan pelanggaran integriti yang akan anda perhatikan pada pokok dalam proses penggunaan beban yang sangat dinamis ini. Secara umum, kita boleh mengatakan bahawa bagi kebanyakan baka indikator ini berada pada tahap yang cukup tinggi.

Pakai ketahanan

Perhatian khusus harus diberikan kepada ketahanan aus, kerana parameter inilah yang menentukan apakah kayu mampu menahan sehubungan dengan beban geseran yang berpanjangan. Bergantung pada seberapa tinggi ketahanan aus, kemungkinan jangka hayat bahan akan berbeza dengan ketara . Tahap ketahanan keausan dipengaruhi oleh arah pemotongan dan ciri unik setiap spesies kayu tertentu. Perlu diingat bahawa ketahanan aus yang tinggi adalah ciri permukaan akhir. Dari segi ketahanan haus, kayu kering dan basah berbeza - yang pertama mempunyai tahap yang lebih tinggi.

Keupayaan menahan pelekap logam

Seperti disebutkan di atas, kayu adalah salah satu bahan yang paling popular, meluas dan dituntut yang digunakan untuk membuat perabot, elemen hiasan dan sebilangan besar produk lain. Oleh itu, semasa memprosesnya, sebilangan besar pengikat didorong ke dalamnya, paling sering - logam . Oleh itu, penunjuk seperti kemampuan memegang pengikat logam adalah sangat penting. Jadi, sebagai contoh, kuku dapat memotong atau memisahkan serat-serat pokok, dan skru dapat menangkap serat-serat itu.

Keupayaan untuk membengkok

Untuk menghasilkan produk yang berfungsi dan menyenangkan secara estetik, kayu mesti dilipat. Dalam hal ini, kemampuan membengkok adalah sifat mekanikal kayu yang penting. Harap maklum bahawa baka yang berbeza mempunyai tahap kemampuan membongkok yang berbeza . Jadi, sebagai contoh, berkaitan dengan konifer, peraturannya adalah bahawa ketika membengkokkan jarum mesti dibasahi, tetapi pokok kering praktis tidak membengkok (dan ketika tekanan tinggi diterapkan, ia dapat pecah sama sekali).

Kebolehubahsuaian

Ciri ubah bentuk juga penting. Mereka mempengaruhi seberapa cepat (jika ada) spesies pokok pulih daripada kesan dinamik jangka pendek. Dalam kombinasi dengan ubah bentuk, ciri seperti model keanjalan juga memainkan peranan penting.

Oleh kerana kayu digunakan dalam pelbagai bidang kehidupan manusia dan merupakan salah satu bahan yang paling dituntut, sangat penting untuk mengetahui semua sifatnya secara terperinci. Oleh itu, sebelum menggunakan bahan untuk membuat produk tertentu (contohnya, perabot, elemen hiasan, dll.) semua sifat kimia, fizikal dan mekanikal harus diperiksa dengan teliti. Barulah produk anda tahan lama dan boleh dipercayai. Ingat bahawa pelbagai jenis kayu sesuai untuk tujuan yang berbeza. Selain itu, sebilangan batu tidak dapat terkena sama sekali, jika tidak, mereka akan runtuh. Pengetahuan ini sangat relevan untuk pembuat kabinet profesional dan wakil industri pembinaan yang lain.