Kakšne so mehanske lastnosti lesa?

Les je dokaj priljubljen material, ki najde svojo uporabo na različnih področjih človeškega življenja. Hkrati pa vsi ne vedo, da imajo surovine številne edinstvene lastnosti. Danes bomo v našem članku podrobno preučili mehanske lastnosti lesa.

Mehanske lastnosti lesa označujejo celotno kakovost materiala in so neposredno sorazmerne z njo. Najpomembnejši kazalniki mehanske trdnosti vključujejo sposobnost drevesa, da prenese statične in dinamične obremenitve.

Za da bi določili mehanske lastnosti, ki jih ima material, ga raztezamo, stisnemo, upognemo in strižemo. Hkrati je treba upoštevati dejstvo, da se les imenuje anizotropni material, oziroma ima lahko surovina različne lastnosti, odvisno od smeri, v kateri je prizadeta. Skupaj sta dve smeri: radialna in tangencialna.

Najpomembnejša mehanska lastnost lesa je njegova trdnost. Lastnosti trdnosti imajo neposreden vpliv na to, kako in na kakšni ravni se material lahko upre in zdrži neželene poškodbe.

Srednji (tako imenovani »vmesni«) razred zavzemajo iglavci. Višje stopnje so značilne na primer za brezo - zato so iz nje pogosto izdelane različne nosilne in nosilne konstrukcije, pa tudi elementi, za katere je pomembna povečana odpornost proti obrabi.

Opozoriti je treba, da na stopnjo trdnosti in elastičnosti vpliva stopnja vlažnosti. Torej, ko se navlaži, se znotraj lesa pojavijo specifične reakcije, ki zmanjšajo njegovo trdnost. Vendar je ta določba pomembna le, če se raven vlage dvigne na 25%. Nadaljnje vlaženje se ne razlikuje v nobenih pomembnih reakcijah in ne vpliva na kazalnike trdnosti. Strokovnjaki to razumejo.

Za da bi primerjali kazalnike moči različnih pasem, je treba zagotoviti, da so njihovi kazalniki vlage enaki - le v tem primeru lahko govorimo o objektivnem in nepristranskem rezultatu.

Poleg vlage je pri merjenju trdnosti pomembno paziti tudi na naravo in trajanje obremenitev. Tako so na primer statične obremenitve konstantne. Poleg tega je zanje značilno počasno in postopno povečanje. Po drugi strani so dinamične obremenitve razmeroma kratke. Tako ali drugače lahko obe obremenitvi uničita les.

Upoštevati je treba tudi, da se kazalniki trdnosti, njegove meje in meje razlikujejo glede na specifično vrsto deformacije.

• Raztezanje. Če govorimo o natezni trdnosti lesa, potem je ta indikator 1300 kgf / cm2 (poleg tega je ta parameter pomemben za vse sorte). V takšni situaciji je notranja struktura lesa odločilnega pomena. Če so vlakna pravilno razporejena in strukturirana, se moč poveča (in obratno). Trdnost se razlikuje glede na smer, v kateri je les raztegnjen - vzdolž ali počez. V prvem primeru je kazalnik precej velik, v drugem pa 20-krat manjši in znaša 65 kgf / cm2. Prav zaradi takšnih mehanskih lastnosti se les redko uporablja za izdelavo izdelkov, ki delujejo v prečni napetosti.

• Stiskanje. Kot vsak drug vpliv na les se lahko izvaja tako v vzdolžni kot prečni smeri. Če govorimo o stiskanju vzdolž vlaken, potem je treba omeniti, da se bo v tem primeru skala skrajšala (tako se bo proces deformacije manifestiral navzven).Hkrati je treba upoštevati tudi, da se trdnost lesa, ki ni stisnjen vzdolž, ampak čez, bistveno zmanjša, natančneje za 8-krat. V laboratorijskih pogojih je drevo stisnjeno v radialni in tangencialni smeri. Med takimi poskusi so znanstveniki zagotovo ugotovili, da tlačna trdnost različnih kamnin ni enaka. Torej se kamnine z jedrnimi žarki odlikujejo po višjih stopnjah pri radialnem stiskanju. Po drugi strani pa iglavci kažejo precej visoko trdnost tudi pri tangencialnem stiskanju.

• Statična krivina. Posebnost tovrstnega delovanja, kot je statično upogibanje, je, da so različne plasti lesa deležne različnih učinkov, in sicer so zgornje plasti lesa deležne tlačne napetosti, spodnje pa napetosti vzdolž vlaken. Med zgornjo in spodnjo plastjo je posebna plast, ki ne doživlja nobenega pritiska. Tradicionalno se ta plast imenuje nevtralna. Sprva se uničenje materiala začne v spodnjem raztegnjenem območju, v povezavi s katerim se raztrgajo skrajna vlakna lesa. Obstaja povprečni indikator trdnosti, ki je značilen za veliko število drevesnih vrst, je 1.000 kgf / cm2 (hkrati lahko pride do odstopanj od tega kazalnika, odvisno od edinstvenih značilnosti vsake posamezne vrste, pa tudi glede na stopnjo vlažnosti).

• Shift. V bistvu je strig deformacija, ki je premik enega dela glede na drugega. Obstaja več različnih vrst striženja: odkrušanje (ki se lahko pojavi v kateri koli smeri) in striženje. V tem primeru je še posebej pomembno spremljati, kako močno drevo ostane.Tako striženje vzdolž negativno vpliva na kazalnike trdnosti, kamnina ostane močnejša med prečnim strigom.

Za les so poleg trdnosti značilne še druge mehanske in fizikalno-mehanske lastnosti. Oglejmo si podrobneje glavne.

Najprej je treba povedati o takšni lastnosti naravnega materiala, kot je trdota. Trdota se nanaša na najpomembnejše lastnosti materiala in predstavlja sposobnost surovine, da se upre vnosu trdnega telesa določene oblike. Obstajata končna in stranska trdota (odvisno od strani materiala, ki je prizadet). Končna trdota je višja pri njegovi zmogljivosti.

Gradbeni material, kot je les, je glede na kazalnike trdote razdeljen v 3 glavne skupine:

• mehko (na primer bor, smreka, cedra, jelka, lipa, aspen, jelša, kostanj itd.);
• težko;
• še posebej težko.

Zato je pri izdelavi nekaterih izdelkov zelo pomembno upoštevati tak parameter, kot je trdota.Na primer, zaželeno je izdelati dekorativne elemente iz mehkih sort, le posebej trde sorte pa so primerne za ustvarjanje podpornih konstrukcij.

Pri nanosu in obdelavi materiala je odločilnega pomena trdota lesa. Glede na vaše posebne potrebe in obseg lesa je lahko ena ali druga možnost najbolj ustrezna in primerna.

Druga pomembna lastnost, ki se razlikuje pri posameznih vrstah lesa (na primer javor in smreka), je udarna trdnost. Ta lastnost označuje in določa sposobnost materiala, da absorbira dinamične obremenitve. Istočasno, višji kot je indeks udarne trdnosti, manj poškodb in kršitev celovitosti boste opazili na drevesu v procesu uporabe teh istih dinamičnih obremenitev. Na splošno lahko rečemo, da je za večino pasem ta kazalnik na precej visoki ravni.

Posebno pozornost je treba posvetiti odpornosti proti obrabi, saj je ta parameter tisti, ki določa, ali je les sposoben vzdržati stalne torne obremenitve. Odvisno od tega, kako visoka je odpornost proti obrabi, se bo možna življenjska doba materiala močno razlikovala. Na stopnjo odpornosti proti obrabi odločilno vplivata smer reza in edinstvene lastnosti posamezne vrste lesa. V tem primeru je treba upoštevati dejstvo, da je za končne površine značilna visoka odpornost proti obrabi. Glede odpornosti proti obrabi se razlikujeta suh in moker les - prvi ima višjo stopnjo.

Kot že omenjeno, je les eden najbolj priljubljenih, pogostih in iskanih materialov, ki se uporablja za izdelavo pohištva, okrasnih predmetov in številnih drugih izdelkov. V skladu s tem se med njegovo obdelavo vanj zabije veliko število pritrdilnih elementov, najpogosteje kovinskih. Zato je takšen indikator, kot je sposobnost držanja kovinskih pritrdilnih elementov, izrednega pomena. Tako lahko na primer žeblji prerežejo ali potisnejo narazen lesena vlakna, vijaki pa lahko vlakna ujamejo.

Za ustvarjanje funkcionalnih in estetsko prijetnih izdelkov je treba les upogniti. V zvezi s tem je sposobnost upogibanja še ena pomembna mehanska lastnost lesa. Upoštevati je treba, da so za različne pasme značilne različne stopnje sposobnosti upogibanja. Tako na primer pri iglavcih velja pravilo, da je treba iglice pri upogibanju navlažiti, suho drevo pa se praktično ne upogne (in ob močnem pritisku se lahko celo zlomi).

Najpomembnejše so tudi lastnosti deformacije. Vplivajo na to, kako hitro (če sploh) si drevesne vrste opomorejo po kratkotrajnem dinamičnem vplivu. V kombinaciji z deformabilnostjo ima pomembno vlogo tudi takšna lastnost, kot je model elastičnosti.

Ker se les uporablja na različnih področjih človekovega življenja in je eden najbolj iskanih materialov, je zelo pomembno, da podrobno poznamo vse njegove lastnosti. V skladu s tem, preden uporabite material za izdelavo določenih izdelkov (na primer pohištvo, dekorativni elementi itd.), vse kemijske, fizikalne in mehanske lastnosti je treba natančno preučiti. Samo v tem primeru bo izdelek, ki ste ga ustvarili, trajen in zanesljiv. Ne pozabite, da so različne vrste lesa primerne za različne namene. Poleg tega nekaterih kamnin sploh ni mogoče izpostaviti, sicer se bodo preprosto zrušile. To znanje je še posebej pomembno za profesionalne mizarje in druge predstavnike gradbene industrije.