Tính Chất Cơ Học Của Gỗ: Nó Có Gì? Sức Mạnh Là Gì, Nó Phụ Thuộc Vào Cái Gì Và Nó Khác Với độ đàn Hồi Như Thế Nào? Những Tính Chất Nào Khác Là Cơ Học?

2024 Tác giả: Beatrice Philips | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-15 04:20

Gỗ là một vật liệu khá phổ biến được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau của đời sống con người. Đồng thời, không phải ai cũng biết rằng nguyên liệu thô có một số đặc điểm riêng biệt. Hôm nay trong bài viết của chúng tôi, chúng tôi sẽ xem xét kỹ hơn các đặc tính cơ học của gỗ.

Đặc thù

Các tính chất cơ học của gỗ đặc trưng cho chất lượng tổng thể của vật liệu và tỷ lệ thuận với nó. Các chỉ tiêu quan trọng nhất của độ bền cơ học bao gồm khả năng của cây để chịu tải của cả hai loại tĩnh và động.

Vì điều đó để xác định các đặc tính cơ học mà một vật liệu sở hữu, nó bị kéo căng, nén, uốn cong và cắt . Cần lưu ý rằng gỗ được gọi là vật liệu dị hướng, tương ứng, vật liệu thô có thể có các đặc tính khác nhau tùy thuộc vào hướng mà nó bị ảnh hưởng. Tổng cộng có 2 hướng: hướng tâm và hướng tiếp tuyến.

Sức mạnh là gì và nó phụ thuộc vào cái gì?

Tính năng cơ học quan trọng nhất của gỗ là độ bền của nó. Các đặc tính về độ bền có ảnh hưởng trực tiếp đến cách thức và mức độ mà vật liệu có thể chống lại và chống lại sự đứt gãy không mong muốn.

Điều đáng chú ý là có một mối quan hệ trực tiếp giữa sức mạnh và hướng tác động lên gỗ. Vì vậy, độ bền của nguyên liệu thô tăng gấp 20 lần khi tác động dọc theo các sợi so với khi áp lực tác dụng lên.

Lớp giữa (được gọi là "trung gian") do các loài cây lá kim chiếm giữ . Ví dụ, tỷ lệ cao hơn là đặc trưng đối với bạch dương - đó là lý do tại sao các cấu trúc hỗ trợ và hỗ trợ khác nhau rất thường được làm từ nó, cũng như các yếu tố để tăng khả năng chống mài mòn là rất quan trọng.

Nó là thú vị. Các chỉ số về cường độ cho phép và giới hạn của nó (cả tối thiểu và tối đa) không thể được xác định một cách độc lập tại nhà. Các quy trình như vậy được thực hiện độc quyền trong điều kiện phòng thí nghiệm. Đồng thời, các thí nghiệm, thí nghiệm được thực hiện độc quyền trên cơ sở các quy định hiện hành của nhà nước.

Cần lưu ý rằng mức độ bền và độ đàn hồi bị ảnh hưởng bởi mức độ ẩm . Vì vậy, khi bị ẩm, các phản ứng cụ thể xảy ra bên trong gỗ, làm giảm độ bền của gỗ. Hơn nữa, quy định này chỉ phù hợp nếu độ ẩm tăng lên 25%. Việc làm ẩm thêm không có sự khác biệt trong bất kỳ phản ứng đáng kể nào và không ảnh hưởng đến các chỉ số độ bền. Các chuyên gia hiểu rõ điều này.

Vì điều đó để so sánh các chỉ số độ bền của các loại đá khác nhau, bạn cần đảm bảo rằng các chỉ số độ ẩm của chúng giống nhau - chỉ trong trường hợp này, người ta mới có thể nói về một kết quả khách quan và công bằng.

Ngoài độ ẩm, khi đo cường độ cũng cần chú ý đến tính chất và thời gian của tải trọng . Ví dụ, tải trọng tĩnh là không đổi. Ngoài ra, chúng được đặc trưng bởi sự gia tăng chậm và từ từ. Mặt khác, tải trọng động tương đối ngắn. Bằng cách này hay cách khác, cả hai tải đều có thể phá hủy gỗ.

Cũng cần lưu ý rằng các chỉ số cường độ, giới hạn và giới hạn của nó khác nhau tùy thuộc vào loại biến dạng cụ thể

Kéo dài . Nếu chúng ta nói về độ bền kéo của gỗ, thì chỉ số này là 1.300 kgf / cm2 (và thông số này phù hợp với tất cả các loại gỗ). Trong tình huống như vậy, cấu trúc bên trong của gỗ có tầm quan trọng quyết định. Nếu các sợi được sắp xếp một cách chính xác và có cấu trúc thì độ bền tăng lên (và ngược lại). Độ bền khác nhau tùy thuộc vào việc gỗ được kéo dọc hoặc ngang. Trong trường hợp đầu tiên, chỉ số này khá lớn, và trong trường hợp thứ hai, nó nhỏ hơn 20 lần và lên tới 65 kgf / cm2. Chính vì những tính năng cơ học này mà gỗ ít được sử dụng để tạo ra các sản phẩm có tác dụng căng ngang.

Nén . Giống như bất kỳ tác động nào khác lên gỗ, nó có thể được thực hiện theo cả hướng dọc và ngang. Nếu chúng ta nói về sự nén dọc theo các sợi, thì điều đáng chú ý là trong trường hợp này đá sẽ bị ngắn lại (đây là cách mà quá trình biến dạng sẽ biểu hiện ra bên ngoài). Cũng cần lưu ý rằng sức mạnh của gỗ, không bị nén dọc mà theo chiều ngang, giảm đáng kể, cụ thể là 8 lần. Trong điều kiện phòng thí nghiệm, cây bị nén theo hướng xuyên tâm và tiếp tuyến. Trong quá trình thực hiện các thí nghiệm như vậy, các nhà khoa học đã khẳng định chắc chắn rằng cường độ nén của các loại đá khác nhau là không giống nhau. Vì vậy, các loại đá có tia lõi được phân biệt bằng các chỉ số cao hơn khi nén xuyên tâm. Mặt khác, cây lá kim có giá trị sức bền khá cao ngay cả khi bị nén theo phương tiếp tuyến.

Uốn tĩnh . Một tính năng đặc biệt của loại tác động này, chẳng hạn như uốn tĩnh, là các lớp gỗ khác nhau nhận được các tác động khác nhau, cụ thể là các lớp gỗ phía trên nhận ứng suất nén, và các lớp phía dưới - kéo dài theo các thớ. Giữa lớp trên và lớp dưới có một lớp đặc biệt không chịu bất kỳ áp lực nào. Theo truyền thống, lớp này được gọi là trung tính. Ban đầu, sự phá hủy vật liệu bắt đầu ở vùng bị kéo căng thấp hơn, liên quan đến việc các thớ gỗ cực kỳ bị xé rách. Có một chỉ số sức mạnh trung bình, đặc trưng cho một số lượng lớn các loài cây, nó là 1.000 kgf / cm2 (trong khi có thể có sự sai lệch so với chỉ số này tùy thuộc vào các chỉ số riêng biệt của từng loài cụ thể, cũng như mức độ độ ẩm).

Sự thay đổi . Về cơ bản, lực cắt là một biến dạng, là sự dịch chuyển của một bộ phận trong mối quan hệ với bộ phận khác. Có một số kiểu cắt khác nhau: cắt xén (có thể xảy ra theo bất kỳ hướng nào) và cắt xén. Trong trường hợp này, điều đặc biệt quan trọng là phải theo dõi xem cây vẫn còn khỏe như thế nào. Vì vậy, sứt mẻ dọc ảnh hưởng tiêu cực đến các chỉ số sức bền, đá vẫn cứng hơn trong quá trình sứt mẻ ngang.

Như chúng ta đã thấy, sức bền là đặc tính cơ học quan trọng nhất của gỗ. Đồng thời, một loạt các ảnh hưởng có thể ảnh hưởng đến mức độ của nó. Tất cả các yếu tố này cần được tính đến trong quá trình vận hành vật liệu để không vi phạm tính toàn vẹn của nó.

Các tính chất cơ học cơ bản khác

Ngoài độ bền, gỗ còn được đặc trưng bởi các tính chất cơ lý - cơ học khác. Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn những cái chính.

Độ cứng

Trước hết, cần phải nói về một đặc tính của vật liệu tự nhiên là độ cứng. Độ cứng là một trong những đặc điểm quan trọng nhất của vật liệu và là khả năng chống lại sự xâm nhập của vật liệu thô liên quan đến sự xâm nhập của một vật rắn có hình dạng nhất định . Phân biệt giữa độ cứng cuối và độ cứng bên (tùy thuộc vào mặt của vật liệu bị ảnh hưởng). Độ cứng cuối cao hơn về hiệu suất của nó.

Quan trọng. Cần lưu ý thực tế này: mặc dù thực tế là một số loại gỗ được phân biệt bởi mức độ cứng tăng lên, vật liệu này vẫn kém hơn về các đặc tính này so với các vật liệu thô như kim loại.

Tùy thuộc vào các chỉ số độ cứng, vật liệu xây dựng như gỗ được chia thành 3 nhóm chính:

• mềm (ví dụ, thông, vân sam, tuyết tùng, linh sam, cây bồ đề, cây dương, cây alder, hạt dẻ, v.v.);
• cứng;
• cực khó.

Do đó, trong sản xuất một số sản phẩm, điều rất quan trọng là phải tính đến một thông số như độ cứng. Ví dụ, mong muốn tạo ra các yếu tố trang trí từ các giống mềm và chỉ những giống đặc biệt cứng mới thích hợp để tạo ra các cấu trúc hỗ trợ.

Độ cứng của gỗ rất quan trọng trong quá trình ứng dụng và xử lý vật liệu . Tùy thuộc vào nhu cầu cụ thể của bạn và phạm vi ứng dụng của gỗ, một hoặc một lựa chọn khác có thể phù hợp và phù hợp nhất.

Sức mạnh tác động

Một đặc tính quan trọng khác khác biệt giữa một số loại gỗ (ví dụ, gỗ thích và vân sam) là độ bền va đập. Tính chất này chỉ định và xác định khả năng của vật liệu để hấp thụ tải trọng động . Đồng thời, cường độ va đập càng cao, bạn sẽ càng ít bị thiệt hại và vi phạm tính toàn vẹn trên cây trong quá trình áp dụng các tải trọng động này. Nhìn chung, chúng ta có thể nói rằng đối với hầu hết các giống chó, chỉ số này ở mức khá cao.

Hao mòn điện trở

Cần đặc biệt chú ý đến khả năng chống mài mòn, vì thông số này quyết định xem gỗ có khả năng chịu lực khi chịu tải trọng ma sát kéo dài hay không. Tùy thuộc vào khả năng chống mài mòn cao như thế nào, tuổi thọ có thể có của vật liệu sẽ thay đổi đáng kể . Mức độ chống mài mòn bị ảnh hưởng quyết định bởi hướng cắt và các đặc tính riêng biệt của từng loài gỗ cụ thể. Cần lưu ý rằng khả năng chống mài mòn cao là đặc tính của bề mặt cuối. Về khả năng chống mài mòn, gỗ khô và ướt khác nhau - loại thứ nhất có cấp độ cao hơn.

Khả năng giữ giá đỡ kim loại

Như đã đề cập ở trên, gỗ là một trong những vật liệu phổ biến, rộng rãi và có nhu cầu được sử dụng để tạo ra đồ nội thất, các yếu tố trang trí và một số lượng lớn các sản phẩm khác. Theo đó, khi xử lý nó, một số lượng lớn các chốt được truyền vào nó, thường xuyên nhất - kim loại . Do đó, một chỉ số như khả năng giữ ốc vít bằng kim loại là điều tối quan trọng. Vì vậy, ví dụ, đinh có thể cắt hoặc di chuyển các sợi của cây, và đinh vít có thể bắt các sợi.

Khả năng uốn cong

Để tạo ra các sản phẩm công năng và thẩm mỹ, gỗ phải được xếp lại. Về mặt này, khả năng uốn cong là một tính chất cơ học quan trọng khác của gỗ. Xin lưu ý rằng các giống chó khác nhau có các mức độ khác nhau về khả năng uốn cong . Ví dụ, đối với cây lá kim, quy tắc là khi uốn cây kim phải được làm ẩm, nhưng một cây khô thực tế không uốn cong (và khi áp lực cao, nó có thể bị gãy hoàn toàn).

Biến dạng

Đặc điểm biến dạng cũng rất cần thiết. Chúng ảnh hưởng đến mức độ nhanh chóng (nếu có) của các loài cây phục hồi sau một tác động động ngắn hạn. Cùng với khả năng biến dạng, một đặc tính như mô hình đàn hồi cũng đóng một vai trò quan trọng.

Do thực tế là gỗ được sử dụng trong các lĩnh vực khác nhau của cuộc sống con người và là một trong những vật liệu được yêu cầu nhiều nhất, nên điều rất quan trọng là phải biết tất cả các đặc tính của nó một cách chi tiết. Theo đó, trước khi sử dụng vật liệu để tạo ra các sản phẩm nhất định (ví dụ: đồ nội thất, các yếu tố trang trí, v.v.) tất cả các tính chất hóa học, vật lý và cơ học cần được kiểm tra cẩn thận. Chỉ có như vậy sản phẩm của bạn mới bền và đáng tin cậy. Hãy nhớ rằng các loại gỗ khác nhau phù hợp với các mục đích khác nhau. Ngoài ra, một số tảng đá hoàn toàn không thể để lộ ra ngoài, nếu không chúng sẽ chỉ đơn giản là sụp đổ. Kiến thức này đặc biệt phù hợp với các thợ tủ chuyên nghiệp và các đại diện khác của ngành xây dựng.