תכונות מכניות של עץ: מה יש לו? מהו כוח, במה הוא תלוי וכיצד הוא שונה מגמישות? אילו נכסים נוספים הם מכניים?

2024 מְחַבֵּר: Beatrice Philips | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-15 04:12

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

מוזרויות

התכונות המכניות של העץ מאפיינות את האיכות הכוללת של החומר והן נמצאות ביחס ישיר אליו. האינדיקטורים החשובים ביותר לחוזק המכני כוללים את היכולת של עץ לעמוד בעומסים מסוגים סטטיים ודינאמיים כאחד.

בשביל זה כדי לקבוע את התכונות המכניות שיש לחומר, הוא נמתח, דחוס, כפוף וגזוז . יש לזכור כי העץ נקרא חומר איזוטרופי, בהתאמה, חומר הגלם יכול להיות בעל תכונות שונות בהתאם לכיוון בו הוא מושפע. ישנם 2 כיוונים בסך הכל: רדיאלי ומשיק.

מהו כוח ובמה הוא תלוי?

המאפיין המכני החשוב ביותר של העץ הוא חוזקו. למאפייני חוזק יש השפעה ישירה על האופן ובאיזו רמה חומר יכול להתנגד ולהתנגד לשברים לא רצויים.

ראוי לציין את העובדה כי קיים קשר ישיר בין חוזק וכיוון ההשפעה על העץ. לכן, חוזק חומר הגלם גדל פי 20 כאשר ההשפעה היא לאורך הסיבים מאשר אם הלחץ מופעל על פניו.

המעמד הבינוני (מה שנקרא "ביניים") תפוס עצי מחט . שיעורים גבוהים יותר אופייניים, למשל, ליבנה - לכן לעתים קרובות מאוד נוצרים ממנה מבנים תומכים ותומכים, כמו גם אלמנטים שלגביהם יש חשיבות לעמידות בפני שחיקה.

זה מעניין. אינדיקטורים לחוזק המותר ולגבולותיו (מינימום ומקסימום) אינם ניתנים לקביעה עצמאית בבית. הליכים כאלה מבוצעים אך ורק בתנאי מעבדה. במקביל, ניסויים וניסויים מתבצעים אך ורק על בסיס תקנות המדינה הנוכחיות.

צריך לציין ש רמת החוזק והגמישות מושפעת מרמת הלחות .לכן, כאשר הם לחים, מתרחשות תגובות ספציפיות בתוך העץ, המפחיתות את עוצמתו. יתר על כן, הוראה זו רלוונטית רק אם רמת הלחות עולה ל -25%. לחות נוספת אינה שונה בתגובות משמעותיות ואינה משפיעה על מדדי הכוח. מומחים מבינים זאת.

בשביל זה כדי להשוות את מדדי הכוח של סלעים שונים, עליך לוודא שמדדי הלחות שלהם זהים - רק במקרה זה אפשר לדבר על תוצאה אובייקטיבית וללא משוא פנים.

בנוסף ללחות, כאשר מודדים חוזק, חשוב לשים לב גם לאופי העומסים ולמשך הזמן . לדוגמה, עומסים סטטיים הם קבועים. בנוסף, הם מאופיינים בעלייה איטית והדרגתית. מצד שני, העומסים הדינאמיים קצרים יחסית. כך או אחרת, שני העומסים יכולים להרוס עץ.

יש לזכור גם שמדדי הכוח, גבולותיה ומגבלותיה שונים בהתאם לסוג העיוות הספציפי

מְתִיחָה . אם אנחנו מדברים על חוזק מתיחה של עץ, אז אינדיקטור זה הוא 1,300 kgf / cm2 (ופרמטר זה רלוונטי לכל הזנים). במצב כזה, למבנה הפנימי של העץ יש חשיבות מכרעת. אם הסיבים מסודרים בצורה נכונה ומובנית, אז העוצמה עולה (ולהיפך). חוזק שונה בהתאם אם העץ נמתח לאורך או לרוחבו. במקרה הראשון, המחוון גדול למדי, ובשני, הוא פי 20 פחות ומסתכם ב -65 ק"ג / סמ"ק. בגלל התכונות המכניות הללו, עץ משמש לעתים נדירות ליצירת מוצרים הפועלים במתח רוחבי.

דְחִיסָה . כמו כל השפעה אחרת על העץ, היא יכולה להתבצע הן בכיוון האורך והן בכיוון הרוחבי. אם אנחנו מדברים על דחיסה לאורך הסיבים, אז ראוי לציין שבמקרה זה הסלע יתקצר (כך יתבטא תהליך הדפורמציה בחוץ). יש לזכור כי חוזק העץ, שנדחס לא לאורך, אלא לרוחב, מצטמצם באופן משמעותי, במיוחד פי 8. בתנאי מעבדה העץ נדחס לכיוונים הרדיאליים והמשיקיים. במהלך ביצוע ניסויים כאלה, מדענים קבעו בוודאות כי חוזק הדחיסה של סלעים שונים אינו זהה. אז סלעים עם קרני ליבה נבדלים על ידי אינדיקטורים גבוהים יותר תחת דחיסה רדיאלית. מצד שני, עצי מחט מציגים ערכי חוזק גבוהים למדי אפילו תחת דחיסה משיקה.

כיפוף סטטי . מאפיין ייחודי של סוג זה של השפעה, כגון כיפוף סטטי, הוא ששכבות עץ שונות זוכות להשפעות שונות, כלומר שכבות העץ העליונות זוכות למתח דחיסה, והתחתונות - נמתחות לאורך הסיבים. בין השכבות העליונות והתחתונות ישנה שכבה מיוחדת שאינה חשה לחץ. באופן מסורתי, שכבה זו נקראת ניטרלית. בתחילה, הרס החומר מתחיל באזור הנמתח התחתון, בקשר אליו נקרעים סיבי העץ הקיצוניים. יש מדד חוזק ממוצע, האופייני למספר רב של מינים של עצים, הוא 1,000 ק"ג / סמ"ק (בעוד שיכול להיות שיש סטיות ממדד זה בהתאם למדדים הייחודיים של כל מין ספציפי, כמו גם ברמה של לַחוּת).

מִשׁמֶרֶת . בעיקרון, גזירה היא דפורמציה, שהיא העקירה של חלק אחד ביחס לחלק אחר. ישנם מספר סוגים שונים של גזירה: גזירה (היא יכולה להתרחש לכל כיוון) וגזירה. במקרה זה, חשוב במיוחד לעקוב אחר כמה חזק העץ נשאר. לכן, סתירה לאורך משפיעה לרעה על מדדי הכוח, הסלע נשאר חזק יותר במהלך סליקה רוחבית.

כפי שראינו, כוח הוא המאפיין המכני החשוב ביותר של עץ. יחד עם זאת, מגוון השפעות יכולות להשפיע על רמתו. יש לקחת בחשבון את כל הגורמים הללו במהלך פעולת החומר על מנת לא לפגוע בשלמותו.

תכונות מכניות בסיסיות אחרות

בנוסף לחוזק, עץ מתאפיין גם בתכונות מכניות ופיזיות-מכניות אחרות. בואו נסתכל מקרוב על העיקריים.

קַשִׁיוּת

קודם כל, יש צורך לומר על מאפיין כזה של חומר טבעי כמו קשיות. קשיות היא אחד המאפיינים החשובים ביותר של חומר והיא היכולת של חומר גלם להתנגד ביחס לחדירת גוף מוצק בעל צורה מסוימת .יש להבחין בין קצה וקצה הצד (תלוי בצד החומר המושפע). קשיות הקצה גבוהה יותר מבחינת הביצועים שלה.

חָשׁוּב.יש לציין עובדה זו: למרות העובדה כי סוגים מסוימים של עץ נבדלים ברמת קשיות מוגברת, חומר זה עדיין נחות במאפיינים אלה מחומרי גלם כמו למשל מתכת.

בהתאם למדדי הקשיות, חומר בניין כזה כמו עץ מחולק ל -3 קבוצות עיקריות:

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

בהתאם לכך, בייצור מוצרים מסוימים, חשוב מאוד לקחת בחשבון פרמטר כזה כמו קשיות. לדוגמה, רצוי לייצר 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 והיקף היישום של העץ, אפשרות כזו או אחרת עשויה להיות הרלוונטית והמתאימה ביותר.

כוח ההשפעה

מאפיין חשוב נוסף המבדיל בין סוגי עץ מסוימים (למשל מייפל ואשוח) הוא עוצמת ההשפעה. מאפיין זה מייעד וקובע את יכולתו של חומר לספוג עומסים דינאמיים . יחד עם זאת, ככל שעוצמת ההשפעה גבוהה יותר, כך פחות הנזקים והפרות התקינות תראו על העץ בתהליך החלת העומסים הדינאמיים הללו. באופן כללי, אנו יכולים לומר כי עבור רוב הגזעים אינדיקטור זה ברמה גבוהה למדי.

לבשו התנגדות

יש להקדיש תשומת לב מיוחדת לעמידות בפני שחיקה, שכן פרמטר זה הוא שקובע אם העץ מסוגל להתנגד ביחס לעומסי חיכוך ממושכים. תלוי עד כמה עמידות השחיקה גבוהה, אורך חייו האפשרי של החומר ישתנה באופן משמעותי . רמת העמידות בפני שחיקה מושפעת באופן מכריע על כיוון החיתוך והמאפיינים הייחודיים של כל סוג עץ מסוים. יש לזכור כי עמידות גבוהה בפני שחיקה אופיינית למשטחי הקצה. מבחינת עמידות בפני שחיקה, עץ יבש ורטוב שונה - לראשון יש רמה גבוהה יותר.

היכולת להחזיק תושבות מתכת

כפי שצוין לעיל, עץ הוא אחד החומרים הפופולריים, הנפוצים והביקושים המשמשים ליצירת רהיטים, אלמנטים דקורטיביים ועוד מספר רב של מוצרים. בהתאם לכך, בעת עיבודו נוהגים לתוכו מספר רב של מחברים, לרוב - מתכת . לכן, אינדיקטור כגון היכולת להחזיק מחברים ממתכת הוא בעל חשיבות עליונה. כך, למשל, מסמרים יכולים לחתוך או להזיז את סיבי העץ, וברגים יכולים לתפוס את הסיבים.

היכולת להתכופף

על מנת ליצור מוצרים פונקציונליים ואסתטיים, יש לקפל עץ. בהקשר זה, היכולת להתכופף 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 יש לכופף יש להרטיב את המחטים, אך עץ יבש כמעט ואינו מתכופף (וכאשר מופעל לחץ גבוה, הוא יכול להישבר בכלל).

עיוות

מאפייני דפורמציה הם גם חיוניים. הם משפיעים על כמה מהר (אם בכלל) מינים של עצים מתאוששים מהשפעה דינאמית לטווח קצר. בשילוב עם עיוות, מאפיין כזה כמו מודל הגמישות משחק גם הוא תפקיד חשוב.

בשל העובדה כי עץ משמש בתחומים שונים של חיי אדם והוא אחד החומרים המבוקשים ביותר, חשוב מאוד להכיר את כל תכונותיו בפירוט. בהתאם לכך, לפני השימוש בחומר ליצירת מוצרים מסוימים (למשל, רהיטים, אלמנטים דקורטיביים וכו ') יש לבחון היטב את כל התכונות הכימיות, הפיזיות והמכניות. רק אז המוצר שלך יהיה עמיד ואמין. זכור כי סוגי עץ שונים מתאימים למטרות שונות. בנוסף, חלק מהסלעים אינם יכולים להיחשף כלל, אחרת הם פשוט יתמוטטו. ידע זה רלוונטי במיוחד עבור מלצרים מקצועיים ונציגים אחרים של תעשיית הבנייה.