Испытание образцов и обработка полученных данных

Стр 1 из 9Следующая ⇒

Образцы испытывают на сжатие до разрушения по графику загружения (рис. 6.5), во время испытаний измеряют их деформации и определяют разрушающую нагрузку.

Нагрузку при испытании увеличивают ступенями, равными 2, 0кН для гвоздей и 5, 0 кН для нагелей.

Испытание ведут с начальной скоростью, равной 30000 Н/мин, до прекращения роста нагрузки.

На каждой ступени загружения записывают отсчеты по приборам в таблицу 9 измерения деформаций.

Таблица 9

Протокол измерения деформаций (образец соединения на болтах/нагелях)

Порода____________	Температура воздуха, ^ОС ___________
	Скорость нагружения (кН/мин)__________	Влажность воздуха, % ___________

Нагрузка на образец Р, кН	И-1	И-2		Полная деформация, мм
С₁	∆ ₁	С₁	∆ ₁

И-1, И-2 – индикаторы; с – отсчеты; ∆ - приращение отсчетов.

При разрушении фиксируют максимальную нагрузку и делают зарисовку разрушенного образца. При этом разрушенный образец раскалывают в плоскости нагелей для обеспечения возможности изучения и изображения характера деформаций нагеля и древесины.

Измеряют влажность древесины образцов электровлагомером или весовым способом по ГОСТ 16483.7—71*.

Рис. 6.5. Метод нагрузки.

После испытания определяют деформации и строят графики зависимости полной деформации сдвига от нагрузки для каждого образца на одной координатной сетке (рис.6.5).

При этом определяют деформацию сдвига от нагрузки, равной кратковременной расчетной несущей способности образца T_вр_w. Эта деформация может быть определена по графику или таблицам с результатами измерения сдвигов (табл. 9, рис. 6.5), причем по таблице деформация сдвига, соответствующая нагрузке T_вр_w определяется путем интерполяции между величинами измеренных деформаций для ближайших меньшей и большей ступеней нагрузки.

Для каждого образца вычисляют в процентах отношение измеренной деформации ∆ _изм от нагрузки, равной кратковременной расчетной несущей способности соединения, к расчетной деформации, принимаемой равной 2 мм, а также отношение разрушающей нагрузки Р_макс к кратковременной расчетной несущей способности соединения и определяют коэффициент податливости соединения в кН/см.

Рис. 6.5. Графики зависимости деформаций сдвига соединяемых элементов от нагрузки: соединения на болтах; соединения на нагелях; соединения на гвоздях.

Указанные характеристики вычисляют по формулам:

(6.9)

(6.10)

Оформление отчета

При анализе результатов испытаний следует обратить внимание на характер деформаций древесины в нагельном гнезде по длине – нагеля, обусловливающий отсутствие распора в соединении, и зависимость деформаций сдвига (податливости) от диаметра связей (нагелей, гвоздей), а также изменение скорости деформирования с увеличением нагрузки.

Вопросы для самоподготовки

1. Максимальные допустимые перемещения в соединениях на механических связях.

2. Применение теории предельных состояний для соединений на механических связях.

3. Значение коэффициентов . , .

4. Л а б о р а т о р н а я р а б о т а №7

ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ С КЛЕЕВЫМИ СОЕДИНЕНИЯМИ

Цель работы – экспериментальная проверка прочности соединения на клею.

Оборудование и материалы

1. Испытательная машина Instron 5982.

2. Приспособление для испытания.

3. Штангенциркуль с точностью измерения до 0, 1 мм.

4. Линейка или рулетка.

5. Две обоймы для крепления индикатора.

6. Два опорных столика

7. Шаровая опора и призма для нагружения образца

8. Образцы c тремя элементами из цельной древесины.

Порядок выполнения работы

Испытывают на скалывание при сжатии образец, состоящий из трех элементов, соединенных между собой однокомпонентным полиуретановым клеем.

Форма образца и схема загружения при испытании представлена на рис. 7.1. Для удобства сравнения результатов испытаний различных видов соединения форма образца принята одинаковой с образцами сопряжений на цилиндрических нагелях (см. лабораторную работу №6).

Рис. 7.1. Конструкция и схема испытания образца соединения на клею.

Подготовка опыта

Составляют эскиз образца с указанием необходимых размеров. Определяют расчетную несущую способность соединения Т_ск из условия прочности древесины на скалывание по формуле:

6. Т_ск = R_ск^cp × F_ск,

где F_ск- расчетная площадь скалывания в см², равная 2b × l_ск;

R_ск^cp – расчетное среднее по длине площадки скалывания сопртивление древесины скалыванию, определяемое по формуле:

7. (7.1)

Здесь R_ск – расчетное максимальное сопротивление древесины скалыванию вдоль волокон;

l_ск– расчетная длина плоскости скалывания, равная длине клеевого шва;

е – плечо сил скалывания, равное 0, 25Н;

β – коэффициент, принимаемый равным 0, 125 при расчете на скалывание элементов с промежуточным (по отношению к местам приложения сил скалывания) расположением площадки скалывания.

Кратковременная расчетная несущая способность соединения Т_вр_w, соответствующая продолжительности действия нагрузки при испытании образцов с учетом фактической влажности древесины, будет равна:

(7.2)

где К_дл – коэффициент длительного сопротивления древесине, принимаемый равным 0, 67, при одновременном воздействии постоянной и временной нагрузок;

К_w- коэффициент учитывающий влажность древесины образцов в момент испытаний, определяемый по формуле 6.7 (см. лабораторную работу №6).

Изготовление образца

Из существующего в лаборатории пиломатериала выбираются доски необходимой толщины. Принимается длина элементов с учетом выступа среднего элемента над боковыми на 5 мм (как правило, принимается 25 см). Определяется площадь на которую будет наноситься клей и помечается карандашом. Наносится клей с необходимым рассчитанным расходом на все соединяемые поверхности. Выполняется центрирование элементов друг относительно друга и производится прессование образца с необходимым давлением. Образец под прессом находится согласно рекомендациям к клею.

12 3 4 5 6 7 8 9 Следующая ⇒