Контрольные вопросы
Назовите схемы напряженного состояния, определяющие максимальную и минимальную пластичность материала.
Назовите схемы напряженного состояния, определяющие максимальное и минимальное сопротивление деформации.
Назовите показатели пластичности и сопротивления металла пластической деформации.
Предложите мероприятия, увеличивающие пластичность при вытяжке, волочении.
Предложите мероприятия, уменьшающие усилие при прямом и обратном выдавливании, прокатке.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5
Испытания древесины
Цель работы: Определение механических свойств древесины при испытаниях на сжатие, скалывание и статический изгиб.
Оборудование: универсальная испытательная машина УИМ-50.
Образцы:
- при испытаниях на сжатие вдоль волокон и статический изгиб образцы выполняют в виде прямоугольных призм по ГОСТ 16483.10-73 и ГОСТ 16483.3-84 (рис. 1, 2);
Рис. 1. Образец для испытания Рис. 2. Образец для испытания
на сжатие вдоль волокон на статический изгиб
- при испытаниях на скалывание вдоль волокон образцы выполняют по ГОСТ 16483.5-73 (рис. 3).
Рис. 3. Образец для испытания
на скалывание вдоль волокон
Для всех видов испытания продольная ось образца располагается вдоль волокон древесины. Годичные слои на торцевых поверхностях образца параллельны одной паре противоположных граней и перпендикулярны другой. Смежные грани образца выполняют под прямым углом 90о 5о, противоположные грани образца – параллельными; отклонения от номинальных размеров образца допускаются не более 0,5 мм; любые размеры, взятые в пределах допустимого отклонения, должны быть выдержаны по всему образцу с точностью 0,2 мм (для некондиционированных образцов) и с точностью 0,1 мм (для кондиционированных образцов); шероховатость поверхности RZmax – не более 100 мкм.
Образец должен соответствовать требованиям ГОСТ 16483.0-78.
Измерительный инструмент: штангенциркуль по ГОСТ 166-80 с погрешностью измерения не более 0,1 мм.
Выполнение работы Проведение испытаний на сжатие вдоль волокон
Перед испытанием при помощи штангенциркуля измеряют размеры «а» и «b» поперечного сечения образца на середине длины с погрешностью не более 0,1 мм.
Образец помещают в приспособление (рис. 4) и нагружают со скоростью 25000 5000 Н/мин. Допускается проводить испытание при скорости перемещения нагружающей головки испытательной машины 4 мм/мин.
Испытание продолжают до разрушения образца. Максимальную нагрузку Рmax считывают с погрешностью не более цены деления шкалы силоизмерительного устройства испытательной машины.
Рис. 4. Приспособление для испытания на сжатие вдоль волокон:
1 – колпачок; 2 – пуансон; 3 – корпус; 4 – шаровая опора; 5 – плита; 6 - образец
После испытания определяют влажность каждого образца по ГОСТ 16483.7-71. Пробой для определения влажности является весь образец.
Обработка результатов
Предел прочности образца с влажностью в момент испытания (W), вычисляют по формуле
,
где Pmax – максимальная нагрузка, Н; а и b – размеры поперечного сечения образца, м.
Вычисление производят с точностью до 0,5 МПа.
Для некондиционированных образцов (при входном контроле) предел прочности пересчитывают на влажность 12 % (12), по формуле
,
где
- коэффициент пересчета, определяемый
по табл. 1 при известной плотности
древесиныср
– среднего арифметического значения
для каждой заготовки; W
– предел
прочности образца с влажностью W
в момент
испытания.
Вычисление проводят с округлением до 0,5 МПа.
Для кондиционированных образцов (после камерной сушки) предел прочности W , пересчитывают на влажность 12 % по формуле
,
где - поправочный коэффициент, равный 0,04 на 1 % влажности; W – предел прочности образца с влажностью в момент испытания; W – влажность образца в момент испытания, %.
Вычисление производят с точностью до 0,5 МПа.
Результаты испытаний и расчетов заносят в таблицу испытаний, форма которой приведена в табл. 2.
Примечание:
коэффициенты пересчета
для промежуточных значений плотности
определяют линейным интерполированием
коэффициентов
для смежных значений плотности.
Пример.
Коэффициент пересчета
для породы с плотностью 650 кг/м3
равен 0,502. Коэффициент
для породы с плотностью 700 кг/м3
равен 0,525. Коэффициент пересчета
для породы с плотностью 670 кг/м3
определяют по формуле
.
Таблица 1
|
Влажность,% |
Коэффициент пересчета K12 при плотности 12 , кг/м3 | ||||||||
|
|
400 |
450 |
500 |
550 |
600 |
650 |
700 |
750 |
800 |
|
5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 |
1,485 1,393 1,321 1,240 1,172 1,108 1,048 1,000 0,945 0,898 0,849 0,803 0,768 0,725 0,690 0,655 0,625 0,600 0,570 0,550 0,525 0,503 0,480 0,460 0,444 0,428 |
1,480 1,386 1,315 1,235 1,170 1,105 1,046 1,000 0,947 0,899 0,850 0,808 0,770 0,730 0,695 0,660 0,630 0,605 0,580 0,556 0,533 0,512 0,490 0,470 0,452 0,432 |
1,475 1,380 1,308 1,230 1,168 1,103 1,045 1,000 0,948 0,900 0,852 0,810 0,775 0,735 0,700 0,670 0,638 0,611 0,582 0,561 0,540 0,520 0,500 0,480 0,464 0,446 |
1,463 1,375 1,300 1,228 1,163 1,102 1,044 1,000 0,949 0,901 0,855 0,815 0,780 0,741 0,708 0,680 0,645 0,620 0,595 0,570 0,550 0,530 0,510 0,490 0,475 0,460 |
1,450 1,363 1,290 1,221 1,160 1,100 1,042 1,000 0,950 0,903 0,860 0,820 0,783 0,751 0,720 0,685 0,655 0,631 0,608 0,585 0,560 0,542 0,525 0,508 0,492 0,476 |
1,430 1,345 1,275 1,210 1,151 1,090 1,041 1,000 0,955 0,910 0,868 0,833 0,798 0,764 0,730 0,700 0,672 0,650 0,625 0,608 0,585 0,567 0,548 0,530 0,515 0,502 |
1,403 1,330 1,262 1,200 1,142 1,083 1,040 1,000 0,960 0,915 0,873 0,850 0,806 0,780 0,740 0,720 0,693 0,670 0,647 0,628 0,610 0,590 0,570 0,552 0,536 0,525 |
1,380 1,308 1,245 1,188 1,132 1,083 1,038 1,000 0,963 0,920 0,882 0,855 0,818 0,790 0,760 0,740 0,710 0,690 0,668 0,650 0,630 0,612 0,600 0,580 0,570 0,555 |
1,348 1,280 1,221 1,170 1,120 1,070 1,032 1,000 0,963 0,925 0,892 0,865 0,837 0,808 0,785 0,760 0,738 0,716 0,695 0,676 0,660 0,645 0,632 0,620 0,607 0,596 |
Таблица 2