خواص مکانیکی چوب: چه چیزی دارد؟ استحکام چیست ، به چه چیزی بستگی دارد و چه تفاوتی با کشش دارد؟ چه ویژگیهای دیگری مکانیکی است؟

2024 نویسنده: Beatrice Philips | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-15 04:11

چوب یک ماده نسبتاً محبوب است که کاربرد خود را در زمینه های مختلف زندگی بشر پیدا می کند. در عین حال ، هر فردی نمی داند که مواد اولیه دارای تعدادی ویژگی منحصر به فرد است. امروز در مقاله ما به بررسی دقیق تر خواص مکانیکی چوب می پردازیم.

ویژگی ها

خواص مکانیکی چوب کیفیت کلی مواد را مشخص می کند و نسبت مستقیم با آن دارد. مهمترین شاخصهای مقاومت مکانیکی شامل توانایی درخت در تحمل بارهای هر دو نوع ایستا و پویا است.

برای آن برای تعیین خواص مکانیکی یک ماده ، آن را کشیده ، فشرده ، خم و برش می دهیم . باید در نظر داشت که چوب به ترتیب یک ماده ناهمسانگرد نامیده می شود ، مواد اولیه بسته به جهتی که تحت تأثیر قرار گرفته است می تواند خواص متفاوتی داشته باشد. در مجموع 2 جهت وجود دارد: شعاعی و مماسی.

قدرت چیست و به چه چیزی بستگی دارد؟

مهمترین ویژگی مکانیکی چوب استحکام آن است. ویژگی های استحکام تأثیر مستقیمی بر چگونگی و میزان مقاومت یک ماده در برابر شکستگی های ناخواسته دارد.

شایان ذکر است که رابطه مستقیمی بین قدرت و جهت ضربه بر روی چوب وجود دارد. بنابراین ، استحکام مواد اولیه در هنگام برخورد با الیاف 20 برابر بیشتر از فشار اعمال شده بر روی آن است.

طبقه متوسط (به اصطلاح "متوسط") توسط مخروط ها اشغال شده است . نرخهای بالاتر ، به عنوان مثال ، برای توس - به همین دلیل است که اغلب سازه های نگهدارنده و نگهدارنده مختلف از آن ساخته می شوند ، و همچنین عناصری که افزایش مقاومت در برابر سایش برای آنها مهم است.

جالبه. شاخص های قدرت مجاز و محدودیت های آن (حداقل و حداکثر) را نمی توان به طور مستقل در خانه تعیین کرد. چنین روش هایی منحصراً در شرایط آزمایشگاهی انجام می شود. در همان زمان ، آزمایش ها و آزمایش ها منحصراً بر اساس مقررات ایالتی فعلی انجام می شود.

لازم به ذکر است که سطح استحکام و کشش تحت تأثیر سطح رطوبت است .بنابراین ، هنگامی که مرطوب می شود ، واکنشهای خاصی در داخل چوب رخ می دهد که باعث کاهش مقاومت آن می شود. علاوه بر این ، این ماده تنها در صورتی مناسب است که سطح رطوبت به 25 rises افزایش یابد. رطوبت بیشتر در هیچ واکنش قابل توجهی متفاوت نیست و بر شاخص های قدرت تأثیر نمی گذارد. کارشناسان این را درک می کنند.

برای آن برای مقایسه شاخص های مقاومت سنگ های مختلف ، باید مطمئن شوید که شاخص های رطوبت آنها یکسان است - فقط در این مورد می توان در مورد یک نتیجه عینی و بی طرفانه صحبت کرد.

علاوه بر رطوبت ، هنگام اندازه گیری قدرت ، توجه به ماهیت و مدت زمان بارها نیز مهم است . به عنوان مثال ، بارهای ایستا ثابت هستند. علاوه بر این ، آنها با افزایش آهسته و تدریجی مشخص می شوند. از طرف دیگر ، بارهای دینامیکی نسبتاً کوتاه هستند. به هر حال ، هر دو بار می توانند چوب را از بین ببرند.

همچنین باید در نظر داشت که شاخص های مقاومت ، حدود و محدودیت های آن بسته به نوع خاص تغییر شکل متفاوت است

کشش . اگر در مورد استحکام کششی چوب صحبت کنیم ، این شاخص 1300 kgf / cm2 است (و این پارامتر برای همه انواع مناسب است). در چنین شرایطی ، ساختار داخلی چوب از اهمیت تعیین کننده ای برخوردار است. اگر الیاف به درستی چیده شده و ساختار یافته باشند ، قدرت افزایش می یابد (و بالعکس). بسته به اینکه چوب در امتداد یا در امتداد آن کشیده شود ، مقاومت متفاوت است. در حالت اول ، شاخص بسیار بزرگ است ، و در مورد دوم ، 20 برابر کمتر است و به 65 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع می رسد. به دلیل این ویژگی های مکانیکی است که به ندرت از چوب برای ایجاد محصولاتی استفاده می شود که در کشش عرضی کار می کنند.

فشرده سازی مانند سایر تأثیرات روی چوب ، می توان آن را در دو جهت طولی و عرضی انجام داد. اگر در مورد فشرده سازی در امتداد الیاف صحبت کنیم ، شایان ذکر است که در این حالت سنگ کوتاه می شود (اینگونه است که روند تغییر شکل در خارج ظاهر می شود). همچنین باید در نظر داشت که مقاومت چوب ، که نه در امتداد ، بلکه در سراسر فشرده می شود ، به طور قابل توجهی ، به ویژه 8 برابر ، کاهش می یابد. در شرایط آزمایشگاهی ، درخت در جهت شعاعی و مماسی فشرده می شود. در حین انجام چنین آزمایش هایی ، دانشمندان به طور قطع ثابت کرده اند که مقاومت فشاری سنگهای مختلف یکسان نیست. بنابراین ، سنگهای دارای پرتوهای هسته ای با شاخصهای بالاتر تحت فشار شعاعی متمایز می شوند. از سوی دیگر ، مخروط ها حتی تحت فشار مماسی مقادیر مقاومت نسبتاً بالایی از خود نشان می دهند.

خم شدن استاتیک . ویژگی بارز این نوع ضربه ، مانند خم شدن استاتیک ، این است که لایه های مختلف چوب جلوه های متفاوتی دریافت می کنند ، یعنی لایه های بالایی چوب فشار فشاری و لایه های زیرین - کشش در امتداد الیاف. بین لایه های بالا و پایین یک لایه خاص وجود دارد که هیچ فشاری را تجربه نمی کند. به طور سنتی ، این لایه خنثی نامیده می شود. در ابتدا ، تخریب مواد در ناحیه کشیده پایین شروع می شود ، در ارتباط با آن الیاف شدید چوب پاره می شود. یک شاخص قدرت متوسط وجود دارد که برای تعداد زیادی از گونه های درخت معمولی است ، 1000 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع است (در حالی که ممکن است بسته به شاخص های منحصر به فرد هر گونه خاص ، و همچنین سطح مرطوب).

تغییر مکان . در اصل ، برش یک تغییر شکل است ، که عبارت است از جابجایی یک قسمت نسبت به قسمت دیگر. چندین نوع مختلف برش وجود دارد: برش (ممکن است در هر جهت رخ دهد) و برش. در این مورد ، نظارت بر قدرت درخت باقی می ماند. بنابراین ، تراشیدن در امتداد شاخص های قدرت تأثیر منفی می گذارد ، سنگ در طول تراش عرضی قوی تر می ماند.

همانطور که دیدیم ، قدرت مهمترین ویژگی مکانیکی چوب است. در عین حال ، انواع تأثیرات می تواند سطح آن را تحت تأثیر قرار دهد. همه این عوامل باید در حین کار مواد در نظر گرفته شوند تا یکپارچگی آن نقض نشود.

سایر خواص مکانیکی اساسی

چوب علاوه بر استحکام ، ویژگی های مکانیکی و فیزیکی-مکانیکی دیگری نیز دارد. اجازه دهید نگاهی دقیق تر به موارد اصلی بیندازیم.

سختی

اول از همه ، لازم است در مورد چنین ویژگی یک ماده طبیعی مانند سختی گفته شود. سختی یکی از مهمترین ویژگی های یک ماده است و توانایی یک ماده اولیه برای مقاومت در برابر نفوذ جسم جامد به شکل خاص است .بین سختی انتهایی و جانبی (بسته به طرف موادی که تحت تأثیر قرار گرفته است) تمایز قائل شوید. سختی نهایی از نظر عملکرد آن بیشتر است.

مهم.لازم به ذکر است که این واقعیت وجود دارد: علیرغم این واقعیت که برخی از انواع چوب با افزایش سطح سختی متمایز می شوند ، این ماده هنوز از نظر این ویژگی ها نسبت به مواد اولیه مانند فلز پایین تر است.

بسته به شاخص های سختی ، مصالح ساختمانی مانند چوب به 3 گروه اصلی تقسیم می شود:

• نرم (به عنوان مثال ، کاج ، صنوبر ، سرو ، صنوبر ، چوب کوهی ، توسن ، توسکا ، شاه بلوط و غیره) ؛
• جامد؛
• فوق العاده سخت

بر این اساس ، در تولید برخی محصولات ، بسیار مهم است که پارامتری مانند سختی را در نظر بگیریم. به عنوان مثال ، ساخت عناصر تزئینی از انواع نرم مطلوب است و فقط انواع سخت مخصوص ایجاد سازه های پشتیبانی مناسب است.

سختی چوب در حین استفاده و پردازش مواد بسیار مهم است .بسته به نیازهای خاص شما و محدوده کاربرد چوب ، یکی از گزینه ها مناسب ترین و مناسب ترین است.

قدرت ضربه

ویژگی مهم دیگر که بین انواع خاصی از چوب (به عنوان مثال ، افرا و صنوبر) متفاوت است ، مقاومت ضربه ای است. این ویژگی توانایی یک ماده برای جذب بارهای دینامیکی را تعیین و تعیین می کند . در عین حال ، هرچه مقاومت ضربه بیشتر باشد ، در فرایند اعمال این بارهای بسیار پویا ، آسیب و نقض یکپارچگی کمتری روی درخت مشاهده خواهید کرد. به طور کلی ، می توان گفت که برای اکثر نژادها این شاخص در سطح نسبتاً بالایی قرار دارد.

مقاومت در برابر سایش

باید توجه ویژه ای به مقاومت در برابر سایش شود ، زیرا این پارامتر است که تعیین می کند که آیا چوب قادر به مقاومت در برابر بارهای اصطکاکی طولانی مدت است یا خیر. بسته به میزان مقاومت در برابر سایش ، عمر احتمالی مواد به طور قابل توجهی متفاوت خواهد بود . میزان مقاومت در برابر سایش به طور قاطع تحت تأثیر جهت برش و ویژگی های منحصر به فرد هر گونه چوب خاص است. باید در نظر داشت که مقاومت بالا در برابر سایش مشخصه سطوح انتهایی است. از نظر مقاومت در برابر سایش ، چوب خشک و مرطوب متفاوت است - اولین سطح بالاتری دارد.

قابلیت نگه داشتن پایه های فلزی

همانطور که در بالا ذکر شد ، چوب یکی از متداول ترین ، گسترده ترین و مورد نیازترین مصالحی است که برای ایجاد مبلمان ، عناصر تزئینی و تعداد زیادی از محصولات دیگر استفاده می شود. بر این اساس ، هنگام پردازش آن ، تعداد زیادی اتصال دهنده به آن وارد می شوند ، اغلب - فلز . بنابراین ، چنین شاخصی مانند توانایی نگه داشتن بست های فلزی از اهمیت بالایی برخوردار است. به عنوان مثال ، میخ ها می توانند الیاف یک درخت را بریده یا از هم جدا کنند و پیچ ها می توانند الیاف را بگیرند.

قابلیت خم شدن

برای ایجاد محصولات کاربردی و زیبا ، چوب باید تا شود. در این راستا ، قابلیت خم شدن یکی دیگر از خواص مکانیکی مهم چوب است. لطفاً توجه داشته باشید که نژادهای مختلف توانایی خم شدن متفاوتی دارند . بنابراین ، به عنوان مثال ، در مورد مخروط ها ، قاعده این است که هنگام خم شدن سوزن ها باید مرطوب شوند ، اما یک درخت خشک عملاً خم نمی شود (و هنگامی که فشار زیادی وارد می شود ، می تواند به طور کلی بشکند).

تغییر شکل پذیری

ویژگی های تغییر شکل نیز ضروری هستند. آنها بر سرعت بهبودی (اگر اصلاً) گونه های درخت از تأثیر پویای کوتاه مدت تأثیر می گذارند. در ترکیب با تغییر شکل پذیری ، مشخصه ای مانند مدل کشش نیز نقش مهمی ایفا می کند.

با توجه به اینکه چوب در حوزه های مختلف زندگی بشر مورد استفاده قرار می گیرد و یکی از مصالح بسیار مورد نیاز است ، دانستن جزئیات تمام خواص آن بسیار مهم است. بر این اساس ، قبل از استفاده از مواد برای ایجاد محصولات خاص (به عنوان مثال ، مبلمان ، عناصر تزئینی و غیره) تمام خصوصیات شیمیایی ، فیزیکی و مکانیکی باید با دقت مورد بررسی قرار گیرد. تنها در این صورت محصول شما با دوام و قابل اعتماد خواهد بود. به یاد داشته باشید که انواع مختلف چوب برای اهداف مختلف مناسب است. علاوه بر این ، برخی از سنگ ها به هیچ وجه نمی توانند در معرض دید قرار گیرند ، در غیر این صورت آنها به سادگی فرو می ریزند. این دانش به ویژه برای کابینت سازان حرفه ای و سایر نمایندگان صنعت ساختمان اهمیت دارد.