Milyen mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik a fa?

A fa meglehetősen népszerű anyag, amelyet az emberi élet különböző területein alkalmaznak. Ugyanakkor nem mindenki tudja, hogy a nyersanyagok számos egyedi tulajdonsággal rendelkeznek. Ma cikkünkben közelebbről megvizsgáljuk a fa mechanikai tulajdonságait.

A fa mechanikai tulajdonságai az anyag általános minőségét jellemzik, és azzal egyenes arányban állnak. A mechanikai szilárdság legfontosabb mutatói közé tartozik a fa azon képessége, hogy ellenálljon mind a statikus, mind a dinamikus típusú terheléseknek.

Mert az anyag mechanikai tulajdonságainak meghatározásához nyújtják, összenyomják, hajlítják és nyírják. Nem szabad megfeledkezni arról, hogy a fát anizotróp anyagnak nevezik, a nyersanyag különböző tulajdonságokkal rendelkezhet attól függően, hogy milyen irányban érinti. Összesen 2 irány van: radiális és érintőleges.

A fa legfontosabb mechanikai tulajdonsága a szilárdsága. A szilárdsági jellemzők közvetlen hatással vannak arra, hogy az anyag hogyan és milyen szinten tud ellenállni és ellenáll a nem kívánt töréseknek.

A középső (ún. "köztes") osztályt a tűlevelűek foglalják el. A magasabb arányok jellemzőek például a nyírfára - ezért nagyon gyakran különféle tartó- és tartószerkezeteket készítenek belőle, valamint olyan elemeket, amelyeknél fontos a fokozott kopásállóság.

meg kell említeni, hogy a szilárdság és a rugalmasság szintjét a nedvesség szintje befolyásolja. Így nedvesítéskor specifikus reakciók lépnek fel a fa belsejében, amelyek csökkentik annak szilárdságát. Ezenkívül ez a rendelkezés csak akkor releváns, ha a nedvesség szintje 25% -ra emelkedik. A további nedvesítés semmilyen jelentős reakcióban nem különbözik, és nem befolyásolja a szilárdsági mutatókat. A szakértők ezt megértik.

Mert a különböző kőzetek szilárdsági mutatóinak összehasonlításához meg kell győződnie arról, hogy nedvességmutatóik azonosak - csak ebben az esetben lehet objektív és pártatlan eredményről beszélni.

A szilárdság mérésénél a nedvesség mellett a terhelések jellegére és időtartamára is fontos odafigyelni. Például a statikus terhelések állandóak. Ezenkívül lassú és fokozatos növekedés jellemzi őket.Másrészt a dinamikus terhelések viszonylag rövidek. Így vagy úgy, mindkét rakomány tönkreteheti a fát.

Azt is szem előtt kell tartani, hogy a szilárdsági mutatók, annak határai és határai az alakváltozástól függően eltérőek.

• Nyújtás. Ha a fa szakítószilárdságáról beszélünk, akkor ez a mutató 1300 kgf / cm2 (és ez a paraméter minden fajtára vonatkozik). Ilyen helyzetben a fa belső szerkezete döntő jelentőségű. Ha a szálak megfelelően vannak elrendezve és strukturálva, akkor a szilárdság nő (és fordítva). Az erősség attól függően változik, hogy a fa mentén vagy keresztben van-e megfeszítve. Az első esetben a mutató meglehetősen nagy, a másodikban pedig 20-szor kevesebb, és 65 kgf / cm2. E mechanikai jellemzők miatt ritkán használnak fát keresztirányú feszültségben működő termékek előállítására.

• Tömörítés. Mint minden más fára gyakorolt ​​hatás, ez is elvégezhető hossz- és keresztirányban. Ha a szálak mentén történő összenyomásról beszélünk, akkor érdemes megjegyezni, hogy ebben az esetben a kőzet lerövidül (így jelenik meg a deformációs folyamat kívül). Azt is szem előtt kell tartani, hogy a nem mentén, hanem keresztben összenyomott fa szilárdsága jelentősen, konkrétan 8-szorosára csökken. Laboratóriumi körülmények között a fa radiális és érintőleges irányban összenyomódik. Az ilyen kísérletek során a tudósok bizonyosan megállapították, hogy a különböző kőzetek nyomószilárdsága nem azonos. Tehát a magsugarakkal rendelkező kőzeteket magasabb mutatókkal különböztetjük meg radiális összenyomás esetén. Másrészt a tűlevelűek meglehetősen magas szilárdsági értékeket mutatnak még érintőleges összenyomás esetén is.

• Statikus hajlítás. Az ilyen típusú ütések, például a statikus hajlítás megkülönböztető jellemzője, hogy a fa különböző rétegei eltérő hatást kapnak, nevezetesen a fa felső rétegei nyomófeszültséget kapnak, az alsó rétegek pedig a szálak mentén nyúlnak. A felső és az alsó réteg között van egy speciális réteg, amely nem tapasztal nyomást. Hagyományosan ezt a réteget semlegesnek nevezik. Kezdetben az alsó feszített zónában kezdődik az anyag pusztulása, melynek kapcsán a fa legkülső szálai elszakadnak. Van egy átlagos szilárdsági mutató, amely sok fafajra jellemző, ez 1000 kgf / cm2 (míg ettől a mutatótól eltérések lehetnek, az egyes fajok egyedi mutatóitól, valamint a szinttől függően nedvesség).

• Váltás. A nyírás alapvetően egy deformáció, amely az egyik alkatrész elmozdulása a másikhoz képest. Többféle nyírás létezik: nyírás (bármilyen irányban előfordulhat) és nyírás. Ebben az esetben különösen fontos figyelemmel kísérni, hogy a fa milyen erős marad. Tehát a hasadás negatívan befolyásolja az erősségi mutatókat, a kőzet erősebb marad a keresztirányú hasadás során.

A fát a szilárdságon kívül egyéb mechanikai és fizikai-mechanikai tulajdonságok is jellemzik. Nézzük meg közelebbről a főbbeket.

Mindenekelőtt meg kell mondani a természetes anyag olyan jellemzőjéről, mint a keménység. A keménység az anyag egyik legfontosabb jellemzője, és a nyersanyag azon képessége, hogy ellenálljon egy bizonyos alakú szilárd test behatolásának. Különbséget kell tenni a vég- és oldalkeménység között (az anyag érintett oldalától függően). A végkeménység teljesítményét tekintve nagyobb.

A keménységi mutatóktól függően az ilyen építőanyag, mint a fa, három fő csoportra osztható:

• puha (például fenyő, lucfenyő, cédrus, fenyő, hárs, nyárfa, éger, gesztenye stb.);
• szilárd;
• extra kemény.

Ennek megfelelően bizonyos termékek gyártása során nagyon fontos figyelembe venni egy olyan paramétert, mint a keménység. Például lágy fajtákból kívánatos díszítőelemeket készíteni, és csak a különösen kemény fajták alkalmasak tartószerkezetek létrehozására.

A fa keménysége kritikus az anyag felhordása és feldolgozása során. Az Ön egyedi igényeitől és a fa felhasználási területétől függően egyik vagy másik lehetőség lehet a legmegfelelőbb és legmegfelelőbb.

Egy másik fontos jellemző, amely bizonyos fafajtáknál (például juhar és lucfenyő) különbözik, az ütésállóság. Ez a tulajdonság az anyag dinamikus terhelések felvételére való képességét jelöli és határozza meg. Ugyanakkor minél nagyobb az ütési szilárdság, annál kevesebb sérülést és integritássértést észlel a fán a nagyon dinamikus terhelések alkalmazása során. Általánosságban elmondható, hogy a legtöbb fajta esetében ez a mutató meglehetősen magas szinten van.

Különös figyelmet kell fordítani a kopásállóságra, mivel ez a paraméter határozza meg, hogy a fa képes-e ellenállni a hosszan tartó súrlódási terhelésnek. Attól függően, hogy milyen magas a kopásállóság, az anyag lehetséges élettartama jelentősen eltér. A kopásállóság mértékét döntően befolyásolja a vágás iránya és az egyes fafajták egyedi tulajdonságai. Nem szabad megfeledkezni arról, hogy a nagy kopásállóság jellemző a végfelületekre. A kopásállóság szempontjából a száraz és a nedves fa különbözik - az elsőnek magasabb a szintje.

Mint fentebb említettük, a fa az egyik legnépszerűbb, legelterjedtebb és legkeresettebb anyag, amelyet bútorok, dísztárgyak és számos egyéb termék készítéséhez használnak. Ennek megfelelően a feldolgozás során nagyszámú rögzítőelem kerül bele, leggyakrabban fém. Ezért egy olyan mutató, mint a fém kötőelemek tartásának képessége, rendkívül fontos. Így például a szögek levághatják vagy széthúzhatják egy fa rostjait, a csavarok pedig elkaphatják a szálakat.

A funkcionális és esztétikus termékek létrehozásához a fát hajtogatni kell. Ebben a tekintetben a hajlítási képesség a fa másik fontos mechanikai tulajdonsága. Felhívjuk figyelmét, hogy a különböző fajták hajlítóképessége eltérő. Tehát például a tűlevelűekkel kapcsolatban az a szabály, hogy hajlításkor a tűket meg kell nedvesíteni, de a száraz fa gyakorlatilag nem hajlik (és nagy nyomás alkalmazásakor egyáltalán eltörhet).

A deformációs jellemzők szintén lényegesek. Befolyásolják, hogy a fafajok milyen gyorsan (ha egyáltalán) épülnek fel egy rövid távú dinamikus hatásból. A deformálhatósággal kombinálva egy olyan jellemző is fontos szerepet játszik, mint a rugalmassági modell.

Tekintettel arra, hogy a fát az emberi élet különböző területein használják, és ez az egyik legkeresettebb anyag, nagyon fontos, hogy részletesen ismerjük minden tulajdonságát. Ennek megfelelően, mielőtt az anyagot felhasználná bizonyos termékek (például bútorok, díszítőelemek stb.) létrehozására, minden kémiai, fizikai és mechanikai tulajdonságot alaposan meg kell vizsgálni. Csak így lesz terméke tartós és megbízható. Ne feledje, hogy a különböző fafajták különböző célokra alkalmasak. Ezenkívül egyes kőzeteket egyáltalán nem lehet kitenni, különben egyszerűen összeomlanak. Ez a tudás különösen fontos a professzionális bútorasztalosok és az építőipar más képviselői számára.