Материал: 4804

6

3.Определение количественной характеристики внутренних напряжений.

4.Изучение требований к качеству сушки пиломатериалов и определение категории качества сушки исследуемого образца.

Древесина после сушки должна по качеству соответствовать своему назначению. Качество пиломатериалов является комплексным показателем состояния древесины. Оно характеризуется средней влажностью пиломатериалов

вштабеле:

-величиной отклонений влажности отдельных досок или заготовок от средней влажности пиломатериалов в штабеле;

-перепадом влажности по толщине материала;

-величиной внутренних напряжений в материале.

В зависимости от значений показателей устанавливается категория качества сушки, которая, в свою очередь, предопределяет назначение высушенных пиломатериалов.

Перед выполнением работы необходимо изучить по [4] раздел «Категории качества сушки», по [2, 5] «Напряжения и деформации в древесине при сушке», «Контроль за влажностью древесины и внутренними напряжениями».

4.Порядок выполнения работы

4.1.Определение качественных показателей пиломатериалов

4.1.1.Исходные данные для определения средней влажности и перепада влажности по сечению пиломатериалов необходимо принять из лабораторной работы № 1 и занести в бланк отчета табл. 1.

Таблица 1

Определение средней влажности и перепада влажности по толщине материала

7

Средняя влажность материала Wср, % определяется по формуле

где тн − начальная масса секции, г; то − масса абсолютно сухой секции, г.

4.1.2. Перепад влажности по толщине материала определяется по следующим формулам:

Рис. 1. Схема раскроя секций послойной влажности: а – для пиломатериалов (заготовок) толщиной до 32 мм; б – для пиломатериалов (заготовок) толщиной более 32 мм; В – ширина пиломатериалов (заготовок). 1, 3 – поверхностные и 2 - внутренние слои древесины секций

Если перепад влажности Wср больше указанных норм (см. табл. П.1.1 прилож. 1), то материал подвергается влаготеплообработке.

4.1.3. Определение полных и остаточных внутренних напряжений в высушенном материале

Об остаточных напряжениях в материале судят по относительному отклонению зубцов секции f (в вершине) от нормального положения, приходяще-

где l − длина зубца, мм;

8

Т − расстояние, характеризующее нормальное положение зубцов, мм; Т1 − расстояние, характеризующееотклонениезубцовпослевыпиловки, мм.

Рис. 2. Схема выпиловки двузубой гребенки: а – для пиломатериалов толщиной до 40 мм; б – для пиломатериалов толщиной более 40 мм

Для пиломатериалов, высушиваемых по I и II категориям качества, относительное отклонение не должно превышать 1,5 и 2 % соответственно. Если f больше допустимого и наблюдается изгиб зубцов внутрь, проводят дополнительную влаготеплообработку, если изгиб зубцов наружу − проводят подсушку данной партии материала и в последующем при сушке подобного материала продолжительность конечной обработки сокращается на 25 %.

4.2. Количественная характеристика остаточных напряжений. 4.2.1. Определение влажности древесины

Влажность древесины в момент взятия пробы (W1) определяют по формуле (1)

4.2.2. Определение средней деформации по длине слоя:

Для каждого слоя определяют перемещение ( l) в мм вычисляют по фор-

муле

где а1 – второй отсчет по индикатору при измерении начальной длины, мм; а2 – отсчет по индикатору при измерении конечной длины, мм. Вычисление производят с погрешностью не более 0,005 мм. Если а1 >a2

то t присваивают знак плюс (+), если а1< a2 то t присваивают знак минус (–).

9

Результаты вычислений а заносят в табл. 2

Таблица 2

Определение остаточных напряжений

4.2.3. Деформацию каждого слоя ε вычисляют, округляя результат до 10-4 по формуле

где а1 – начальная длина слоя, мм; а0 – установочный размер прибора, мм.

Вычисление деформации производят с погрешностью не более 0,00005 мм. Полученные значения ε с соответствующими знаками заносят в табл. 2.

4.2.4. Вычисление послойного модуля упругости образцов Вначале вычисляют приращение прогиба на каждую ступень нагрузки и

полученные значения заносят в табл. 3. В дальнейшем модуль упругости вычисляют только для тех ступеней нагружения, для которых наблюдается практически постоянная величина приращения прогиба. Если при некоторой ступени нагружения наблюдается резкое увеличение приращения прогибов, то данные, относящиеся к этой и последующим ступеням нагрузок, не учитывают.

4.2.5.За начальное нагружение, обжим, принимают первую ступень нагрузки. Вычитая из отсчетов нагрузки и прогибов их значения при обжиме, получают величины приведенных нагрузок Р и прогибов f, которые заносят в соответствующие графы табл. 3.

4.2.6.Вычисляют средние значения h и b и результаты заносят в табл. 3.

4.2.7. Для каждой четной ступени нагружения модуль упругости (Е) в Па (кгс/см2) вычисляют по формуле

Для каждой четной ступени нагружения модуль упругости (Е) в ГПа вычисляют по формуле

где Р – приведенная нагрузка на оба ножа, Н;

b и h – соответственно ширина и высота образца, мм; l – расстояние между опорами (пролет), см;

f – приведенный прогиб, мм.

Вычисление производят с погрешностью не более 10 МПа (5 кгс/см2). Из полученных величин вычисляют среднее значение Е для данного образца, которое заносят в табл. 3.

4.3. Определение напряжений и построение эпюры 4.3.1. Характеристикой напряженного состояния древесины служит эпю-

ра напряжений. Эпюру напряжений строят следующим образом (рис. 3). На горизонтальной оси О'—О' откладывают отрезок в масштабе 2 : 1, соответствующий толщине доски Н (рис. 3). Из-за шероховатости поверхности слоев сумма всех толщин слоев оказывается несколько больше величины Н. Этот излишек равномерно распределяют между всеми слоями и определенную таким образом поправку, равную обычно 0,2–0,4 мм, вычитают из замеренной толщины каждого слоя. Полученные новые значения толщины слоев откладывают в порядке их нумерации на отрезке Н. На ординатах, проходящих через середину участков оси О'—О', соответствующих толщинам слоев (рис. 3а цифры 1; 2;...; 12 обозначают номера слоев), откладывают величины деформаций ε.