คุณสมบัติทางกลของไม้: มันมีอะไรบ้าง? ความแข็งแรงคืออะไรขึ้นอยู่กับอะไรและแตกต่างจากความยืดหยุ่นอย่างไร? คุณสมบัติทางกลคืออะไร?

2024 ผู้เขียน: Beatrice Philips | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-15 04:19

ไม้เป็นวัสดุที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านต่างๆ ของชีวิตมนุษย์ ในขณะเดียวกัน ไม่ใช่ทุกคนที่รู้ว่าวัตถุดิบมีลักษณะเฉพาะหลายประการ วันนี้ในบทความของเรา เราจะมาดูคุณสมบัติทางกลของไม้อย่างละเอียดยิ่งขึ้น

ลักษณะเฉพาะ

คุณสมบัติทางกลของไม้เป็นตัวกำหนดคุณภาพโดยรวมของวัสดุและอยู่ในสัดส่วนโดยตรง ตัวชี้วัดที่สำคัญที่สุดของความแข็งแรงทางกล ได้แก่ ความสามารถของต้นไม้ในการรับน้ำหนักทั้งแบบสถิตและไดนามิก

สำหรับการที่ เพื่อตรวจสอบคุณสมบัติทางกลที่วัสดุมีอยู่ จะถูกยืด บีบอัด โค้งงอ และเฉือน ควรระลึกไว้เสมอว่าไม้เรียกว่าวัสดุแอนไอโซทรอปิก ตามลำดับ วัตถุดิบสามารถมีคุณสมบัติที่แตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับทิศทางที่มันได้รับผลกระทบ มีทั้งหมด 2 ทิศทาง: แนวรัศมีและแนวดิ่ง

ความแข็งแกร่งคืออะไรและขึ้นอยู่กับอะไร?

คุณสมบัติทางกลที่สำคัญที่สุดของไม้คือความแข็งแรง ลักษณะความแข็งแรงมีผลโดยตรงต่อวิธีการและระดับที่วัสดุสามารถต้านทานและต้านทานการแตกหักที่ไม่ต้องการได้

เป็นที่น่าสังเกตว่ามีความสัมพันธ์โดยตรงระหว่างความแข็งแรงและทิศทางของผลกระทบต่อไม้ ดังนั้นความแข็งแรงของวัตถุดิบจึงเพิ่มขึ้น 20 เท่าเมื่อกระทบกับเส้นใยมากกว่าแรงกดทับ

ชั้นกลาง (ที่เรียกว่า "ระดับกลาง") ถูกครอบครองโดยพระเยซูเจ้า อัตราที่สูงขึ้นนั้นเป็นลักษณะเฉพาะ ตัวอย่างเช่น สำหรับไม้เรียว นั่นคือสาเหตุที่โครงสร้างรองรับและรองรับต่างๆ มักจะทำจากมัน เช่นเดียวกับองค์ประกอบที่ความต้านทานการสึกหรอที่เพิ่มขึ้นเป็นสิ่งสำคัญ

มันน่าสนใจ. ตัวบ่งชี้ความแรงที่อนุญาตและขีด จำกัด (ทั้งต่ำสุดและสูงสุด) ไม่สามารถกำหนดได้เองที่บ้าน ขั้นตอนดังกล่าวดำเนินการเฉพาะในห้องปฏิบัติการเท่านั้น ในเวลาเดียวกัน การทดลองและการทดลองจะดำเนินการตามกฎระเบียบของรัฐในปัจจุบันเท่านั้น

ควรสังเกตว่า ระดับความแข็งแรงและความยืดหยุ่นได้รับอิทธิพลจากระดับความชื้น ดังนั้นเมื่อชุบน้ำจะเกิดปฏิกิริยาเฉพาะขึ้นภายในเนื้อไม้ซึ่งลดความแข็งแรงของไม้ นอกจากนี้ บทบัญญัตินี้จะเกี่ยวข้องก็ต่อเมื่อระดับความชื้นเพิ่มขึ้นเป็น 25% การทำให้ชื้นเพิ่มเติมไม่แตกต่างกันในปฏิกิริยาที่สำคัญใด ๆ และไม่ส่งผลต่อตัวบ่งชี้ความแรง ผู้เชี่ยวชาญเข้าใจสิ่งนี้

สำหรับการที่ ในการเปรียบเทียบตัวบ่งชี้ความแข็งแรงของหินต่างๆ คุณต้องแน่ใจว่าตัวบ่งชี้ความชื้นของหินนั้นเหมือนกัน - เฉพาะในกรณีนี้เท่านั้นที่สามารถพูดเกี่ยวกับผลลัพธ์ที่เป็นกลางและเป็นกลางได้

นอกจากความชื้นแล้ว เมื่อวัดความแข็งแรง ยังต้องคำนึงถึงธรรมชาติและระยะเวลาของน้ำหนักบรรทุกด้วย ตัวอย่างเช่น โหลดสถิตคงที่ นอกจากนี้ยังมีลักษณะเพิ่มขึ้นช้าและค่อยเป็นค่อยไป ในทางกลับกัน ไดนามิกโหลดค่อนข้างสั้น ไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง โหลดทั้งสองอย่างสามารถทำลายไม้ได้

โปรดทราบว่าตัวบ่งชี้ความแข็งแรง ขีด จำกัด และขีด จำกัด นั้นแตกต่างกันไปตามประเภทของการเสียรูปเฉพาะ

ยืด . ถ้าเราพูดถึงความต้านทานแรงดึงของไม้ ตัวบ่งชี้นี้คือ 1,300 kgf / cm2 (และพารามิเตอร์นี้เกี่ยวข้องกับทุกพันธุ์) ในสถานการณ์เช่นนี้ โครงสร้างภายในของไม้มีความสำคัญอย่างยิ่ง หากเส้นใยถูกจัดเรียงอย่างถูกต้องและมีโครงสร้าง ความแข็งแรงจะเพิ่มขึ้น (และในทางกลับกัน) ความแข็งแรงแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับว่าไม้จะยืดออกตามขวางหรือขวาง ในกรณีแรก ตัวบ่งชี้มีขนาดค่อนข้างใหญ่ และในวินาที น้อยกว่า 20 เท่า และมีค่า 65 kgf / cm2 เนื่องจากคุณสมบัติทางกลเหล่านี้จึงทำให้ไม้ไม่ค่อยได้ใช้เพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ที่ทำงานในแรงตึงตามขวาง

การบีบอัด เช่นเดียวกับผลกระทบอื่นๆ บนไม้ สามารถทำได้ทั้งในทิศทางตามยาวและตามขวาง ถ้าเราพูดถึงการบีบอัดตามเส้นใย ก็ควรสังเกตว่าในกรณีนี้หินจะสั้นลง (นี่คือวิธีที่กระบวนการเปลี่ยนรูปจะปรากฏภายนอก) พึงระลึกไว้เสมอว่าความแข็งแรงของไม้ซึ่งไม่ถูกบีบอัดตามขวาง แต่ลดลงอย่างมากโดยเฉพาะ 8 เท่า ในสภาพห้องปฏิบัติการ ต้นไม้จะถูกบีบอัดในแนวรัศมีและแนวสัมผัส ในระหว่างการทดลองดังกล่าว นักวิทยาศาสตร์ได้ยืนยันแล้วว่ากำลังรับแรงอัดของหินชนิดต่างๆ ไม่เหมือนกัน ดังนั้นหินที่มีรังสีแกนจะมีความโดดเด่นด้วยตัวบ่งชี้ที่สูงกว่าภายใต้การบีบอัดในแนวรัศมี ในทางกลับกันพระเยซูเจ้าแสดงค่าความแข็งแกร่งค่อนข้างสูงแม้อยู่ภายใต้การบีบอัดในแนวสัมผัส

การดัดแบบสถิต ลักษณะเด่นของการกระแทกประเภทนี้ เช่น การดัดแบบสถิต คือ ไม้ชั้นต่างๆ ได้รับผลที่แตกต่างกัน กล่าวคือ ชั้นบนของไม้รับแรงอัด และท่อนล่าง - ยืดไปตามเส้นใย ระหว่างชั้นบนและชั้นล่างมีชั้นพิเศษที่ไม่มีแรงกดทับ ตามเนื้อผ้า ชั้นนี้เรียกว่าเป็นกลาง ในขั้นต้น การทำลายของวัสดุเริ่มต้นในโซนยืดล่างซึ่งเกี่ยวข้องกับการฉีกขาดของเส้นใยไม้ที่รุนแรง มีดัชนีความแข็งแรงเฉลี่ยซึ่งเป็นเรื่องปกติสำหรับต้นไม้จำนวนมากคือ 1,000 kgf / cm2 (ในขณะที่อาจมีการเบี่ยงเบนจากตัวบ่งชี้นี้ขึ้นอยู่กับตัวบ่งชี้เฉพาะของแต่ละสายพันธุ์รวมถึงระดับของ ความชื้น).

กะ . โดยทั่วไป แรงเฉือนคือการเสียรูป ซึ่งเป็นการกระจัดของส่วนหนึ่งที่สัมพันธ์กับอีกส่วนหนึ่ง แรงเฉือนมีหลายประเภท: การตัด (สามารถเกิดขึ้นได้ในทุกทิศทาง) และการตัดเฉือน ในกรณีนี้ การตรวจสอบความแข็งแรงของต้นไม้เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง ดังนั้นการบิ่นจะส่งผลเสียต่อตัวบ่งชี้ความแรง หินยังคงแข็งแกร่งในระหว่างการบิ่นตามขวาง

ดังที่เราได้เห็น ความแข็งแรงเป็นคุณสมบัติทางกลที่สำคัญที่สุดของไม้ ในเวลาเดียวกัน อิทธิพลที่หลากหลายสามารถส่งผลต่อระดับของมันได้ ควรคำนึงถึงปัจจัยทั้งหมดเหล่านี้ในระหว่างการทำงานของวัสดุเพื่อไม่ให้ละเมิดความสมบูรณ์

คุณสมบัติทางกลพื้นฐานอื่นๆ

นอกจากความแข็งแรงแล้ว ไม้ยังมีคุณสมบัติทางกลและทางกายภาพและทางกลอื่นๆ มาดูตัวหลักกันดีกว่า

ความแข็ง

ก่อนอื่นจำเป็นต้องพูดถึงลักษณะของวัสดุธรรมชาติเช่นความแข็ง ความแข็งเป็นหนึ่งในคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของวัสดุและเป็นความสามารถของวัตถุดิบในการต้านทานที่เกี่ยวข้องกับการแทรกซึมของรูปร่างที่เป็นของแข็ง แยกแยะระหว่างปลายและความแข็งด้านข้าง (ขึ้นอยู่กับด้านข้างของวัสดุที่ได้รับผลกระทบ) ความแข็งที่ปลายจะสูงกว่าในแง่ของประสิทธิภาพ

สำคัญ.ควรสังเกตข้อเท็จจริงนี้: แม้ว่าไม้บางชนิดจะมีความโดดเด่นด้วยระดับความแข็งที่เพิ่มขึ้น แต่วัสดุนี้ก็ยังด้อยกว่าในลักษณะเหล่านี้กับวัตถุดิบเช่นโลหะ

ขึ้นอยู่กับตัวบ่งชี้ความแข็งวัสดุก่อสร้างเช่นไม้แบ่งออกเป็น 3 กลุ่มหลัก:

• อ่อน (เช่นต้นสน, โก้เก๋, ซีดาร์, เฟอร์, ลินเด็น, แอสเพน, ต้นไม้ชนิดหนึ่ง, เกาลัด, ฯลฯ);
• แข็ง;
• ยากเป็นพิเศษ

ดังนั้น ในการผลิตผลิตภัณฑ์บางอย่าง สิ่งสำคัญคือต้องคำนึงถึงพารามิเตอร์เช่นความแข็งด้วย ตัวอย่างเช่น ควรทำองค์ประกอบตกแต่งจากพันธุ์อ่อน และเฉพาะพันธุ์แข็งเท่านั้นที่เหมาะสำหรับการสร้างโครงสร้างรองรับ

ความแข็งของไม้เป็นสิ่งสำคัญมากในระหว่างการใช้งานและการแปรรูปวัสดุ ขึ้นอยู่กับความต้องการเฉพาะและขอบเขตการใช้ไม้ของคุณ ตัวเลือกหนึ่งหรือหลายตัวเลือกอาจมีความเกี่ยวข้องและเหมาะสมที่สุด

แรงกระแทก

ลักษณะสำคัญอีกประการหนึ่งที่แตกต่างกันระหว่างไม้บางชนิด (เช่น ไม้เมเปิลและไม้สปรูซ) คือ แรงกระแทก คุณสมบัตินี้กำหนดและกำหนดความสามารถของวัสดุในการดูดซับโหลดแบบไดนามิก ในเวลาเดียวกัน ยิ่งแรงกระแทกสูงขึ้นเท่าใด ความเสียหายและการละเมิดความสมบูรณ์ก็จะยิ่งน้อยลงตามที่คุณสังเกตเห็นในกระบวนการใช้โหลดแบบไดนามิกเหล่านี้ โดยทั่วไป เราสามารถพูดได้ว่าสำหรับสายพันธุ์ส่วนใหญ่ ตัวบ่งชี้นี้อยู่ในระดับที่ค่อนข้างสูง

ความต้านทานการสึกหรอ

ควรให้ความสนใจเป็นพิเศษกับความทนทานต่อการสึกหรอ เนื่องจากเป็นพารามิเตอร์ที่กำหนดว่าไม้สามารถต้านทานการเสียดสีที่ยืดเยื้อได้หรือไม่ อายุการใช้งานที่เป็นไปได้ของวัสดุจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับความทนทานต่อการสึกหรอสูง ระดับความทนทานต่อการสึกหรอจะขึ้นอยู่กับทิศทางของการตัดและลักษณะเฉพาะของไม้แต่ละชนิด โปรดทราบว่าพื้นผิวด้านท้ายมีความทนทานต่อการสึกหรอสูง ในแง่ของความทนทานต่อการสึกหรอ ไม้แห้งและเปียกต่างกัน - อันแรกมีระดับที่สูงกว่า

ความสามารถในการยึดที่ยึดโลหะ

ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น ไม้เป็นวัสดุที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายและเป็นที่ต้องการมากที่สุดชนิดหนึ่งซึ่งใช้ทำเฟอร์นิเจอร์ ของตกแต่ง และผลิตภัณฑ์อื่นๆ จำนวนมาก ดังนั้นเมื่อทำการประมวลผลจะมีการใช้รัดจำนวนมากซึ่งส่วนใหญ่มักเป็นโลหะ ดังนั้นตัวบ่งชี้เช่นความสามารถในการยึดรัดโลหะจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง ตัวอย่างเช่น ตะปูสามารถตัดหรือเคลื่อนเส้นใยของต้นไม้ออกจากกัน และสกรูสามารถจับเส้นใยได้

ความสามารถในการโค้งงอ

ในการสร้างสรรค์ผลิตภัณฑ์ที่ใช้งานได้จริงและสวยงาม ต้องพับไม้ ในเรื่องนี้ ความสามารถในการดัดงอเป็นอีกหนึ่งคุณสมบัติทางกลที่สำคัญของไม้ โปรดทราบว่าสายพันธุ์ที่แตกต่างกันมีระดับความสามารถในการดัดที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่นในเรื่องเกี่ยวกับพระเยซูเจ้ากฎคือเมื่อดัดเข็มจะต้องชุบน้ำ แต่ต้นไม้แห้งแทบไม่โค้งงอ (และเมื่อใช้แรงดันสูงก็สามารถแตกหักได้เลย)

การเสียรูป

ลักษณะการเสียรูปก็มีความสำคัญเช่นกัน พวกมันส่งผลต่อความเร็ว (ถ้าเลย) ชนิดของต้นไม้ฟื้นตัวจากผลกระทบไดนามิกในระยะสั้น เมื่อใช้ร่วมกับการเสียรูป ลักษณะเช่นแบบจำลองความยืดหยุ่นก็มีบทบาทสำคัญเช่นกัน

เนื่องจากมีการใช้ไม้ในด้านต่างๆ ของชีวิตมนุษย์และเป็นวัสดุที่มีความต้องการมากที่สุดชนิดหนึ่ง จึงเป็นสิ่งสำคัญมากที่จะต้องทราบคุณสมบัติทั้งหมดอย่างละเอียด ดังนั้น ก่อนใช้วัสดุในการสร้างผลิตภัณฑ์บางอย่าง (เช่น เฟอร์นิเจอร์ ของตกแต่ง ฯลฯ) ควรตรวจสอบคุณสมบัติทางเคมี กายภาพ และทางกลทั้งหมดอย่างรอบคอบ จากนั้นผลิตภัณฑ์ของคุณจะคงทนและเชื่อถือได้ โปรดจำไว้ว่าไม้ประเภทต่างๆ มีความเหมาะสมสำหรับวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกัน นอกจากนี้ หินบางก้อนไม่สามารถเปิดเผยได้เลย ไม่เช่นนั้นหินก็จะถล่มลงมา ความรู้นี้มีความเกี่ยวข้องโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับผู้ผลิตตู้มืออาชีพและตัวแทนอื่น ๆ ของอุตสาหกรรมการก่อสร้าง