Определение предела прочности древесины при статическом изгибе
ВЫВОДЫ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ В ходе лабораторной работы мы вычислили предел прочности древесины при статическом изгибе. Он оказался равным у=70,6МПа с относительной точностью определения среднего выборочного 14%. После испытаний определяют вид излома образца. При низкой прочности образца получается гладкий, обрывистый излом (рис. 2, а), а при высокой прочности — защепистый… Читать ещё >
Определение предела прочности древесины при статическом изгибе (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Министерство образования и науки Российской Федерации Государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургский Государственный Архитектурно-Строительный Университет Кафедра Конструкций из дерева и пластмасс
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2
Определение предела прочности древесины при статическом изгибе
Выполнила:
ст. группы 2-П-4
Павленко Е.Д.
Санкт-Петербург 2014
1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Изучение метода определения предела прочности древесины при статическом изгибе.
2. ОБОРУДОВАНИЕ И МАТЕРИАЛЫ
1. Испытательная машина Р-5.
2. Приспособление для испытания.
3. Штангенциркуль с точностью измерения до 0,1 мм.
4. Электронные весы Ohaus pioneer.
5. Сушильный шкаф Drying over.
6. Образец древесины в форме прямоугольного бруска поперечным сечением 20×20 мм и длиной вдоль волокон 300 мм.
3. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ
Посередине длины образца измеряют ширину b — в радиальном направлении и высоту h — в тангенциальном направлении. Образец располагают на двух опорах, расстояние между которыми l = 240 мм (рис. 1). Образец нагружают в одной точке посередине расстояния между опорами.
Нагружение образца проводят в статическом режиме с такой скоростью, чтобы образец разрушился через 1 -2 мин. Испытания проводят в тангенциальном направлении до разрушения образца, то есть до начала движения стрелки силоизмерителя в обратную сторону.
При достижении значения нагрузки 800 Н, производится плавное разгружение до 200 Н, после чего цикл повторяют один раз. При трех последующих нагружениях, в момент достижения нагрузки 300 Н и 800 Н, измеряется прогиб с точностью до 0,01 мм. Отсчеты по индикатору заносятся в таблицу 1. По результатам полученных данных определяется модуль упругости.
После циклического загружения выполняется ступенчатая нагрузка с шагом 200 до разрушения образца для определения временного сопротивления и построения графика зависимости деформаций от напряжений. В стадии разрушения фиксируется величина нагрузки.
В образце при нагружении возникают сжимающие напряжения в верхней части образца и растягивающие в нижней. Поскольку прочность на сжатие вдоль волокон значительно меньше прочности на растяжение, разрушение начинается с образования почти невидимых складок в сжатой зоне образца. Окончательное разрушение происходит в растянутой зоне в виде разрыва или отслоения крайних волокон и полного излома образца.
Рис. 1. Схема испытания древесины на статический изгиб
После испытаний определяют вид излома образца. При низкой прочности образца получается гладкий, обрывистый излом (рис. 2, а), а при высокой прочности — защепистый, волокнистый излом (рис, 2, б).
Рис. 2. Вид излома образца при изгибе: а — гладкий; б — защепистый
Вид излома защепистый. Образец № 4
Рис. 3
Вид излома гладкий. Образец № 2
Рис. 4
4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ
Определив максимальную нагрузку Р, вычисляем предел прочности древесины по формуле:
уw = 1,5Ртаxl /bh2,
где Ртаx — максимальная разрушающая нагрузка, Н;
l — расстояние между опорами, см;
b — ширина образца, см;
h — высота образца, см.
Предел прочности пересчитываем на влажность 12%:
у12 =уw[1+б (W — 12)]
где, а — поправочный коэффициент на влажность, равный 0,04 для всех пород;
W — влажность образца в момент испытания, %.
Таблица 1
№ образца | Порода | Размеры площади скалывания, мм | Максимальная нагрузка, Pmax, кН | Влажность, W, % | Предел прочности, Н/см2 | |||
a | b | у12 | уw | |||||
Лиственница | 20,34 | 20,36 | 2,430 | |||||
; | 20,54 | 20,48 | 1,341 | |||||
; | 20,17 | 20,34 | 2,636 | |||||
; | 20,24 | 20,41 | 2,072 | |||||
; | 20,27 | 20,36 | 2,297 | |||||
; | 20,12 | 20,49 | 2,683 | |||||
; | 20,47 | 20,48 | 2,560 | |||||
Рис. 5
Статическая обработка данных (по ГОСТ 16 483.0−89)
1) Среднее арифметическое
=
=
2) Среднее квадратическое отклонение
S=2
S==8,4МПа
3) Средняя ошибка выборочного среднего арифметического
4) Коэффициент вариации
V=•100
V=
5) Относительная точность определения выборочного среднего при n=7 и Р=0,98 tб= 3,142
древесный статический изгиб прочность
ВЫВОДЫ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ В ходе лабораторной работы мы вычислили предел прочности древесины при статическом изгибе. Он оказался равным у=70,6МПа с относительной точностью определения среднего выборочного 14%.
Так как предел прочности древесины при сжатии меньше, чем при растяжении, следовательно, разрушение начинается в сжатой зоне. Сначала в сжатой зоне происходит образование складки, а затем в растянутой зоне происходит разрыв растянутых волокон.