ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ДАВЛЕНИЮ НА ВНУТРЕННЮЮ ПОВЕРХНОСТЬ НАГЕЛЬНОГО ГНЕЗДА И КОЭФФИЦИЕНТА БАЛЛАСТНОЙ ПОСТЕЛИ

Цель работы :

Определить сопротивление давлению на внутреннюю поверхность нагельного гнезда и коэффициент балластной постели для цельной древесины и клееного бруса LVL при различных углах приложения нагрузки относительно направления волокон древесины в исследуемых образцах.

Для достижения поставленной цели необходимо провести экспериментальные исследования, построить кривые зависимости «нагрузка-деформация», провести сравнительный анализ сопротивления смятию цельной древесины и LVL.

 

Термины и определения:

Сопротивление давлением на внутреннюю поверхность отверстия – среднее напряжение сжатия при максимальной нагрузке в цельной древесине или LVL под воздействием соединительного устройства.

Максимальная нагрузка – максимальная нагрузка, которая замеряется перед тем, как испытуемый образец достигнет предельного значения деформации (5 мм).

Символы и сокращения:

d – диаметр соединительного средства, мм;

Р – нагрузка, кН;

Р_max – максимальная нагрузка, кН;

Р_{max, est} – оценочная максимальная нагрузка, кН;

f_h – сопротивление давлению на внутреннюю поверхность отверстия, МПа;

f_{h, est} – оценочное сопротивление давлению на внутреннюю поверхность отверстия, МПа;

K_e – эластичный модуль балластной постели;

K_i – начальный модуль балластной постели, МПа;

K_s – модуль балластной постели, МПа;

t – толщина образца, мм;

v – деформация, мм;

v_e – эластичная деформация, мм;

v_i – начальная деформация, мм;

v_{i, mod} – модифицированная начальная деформация, мм;

v₀ –деформация испытательного прибора при заданной нагрузке, мм.

Оборудование и материалы

1. Испытательная машина Р-5.

2. Зажимное приспособление для испытания.

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

4. Индикатор перемещений.

 

Методика проведения испытаний:

В качестве испытуемых образцов принимаются параллелепипеды минимальными размерами 72х45х168 мм из цельной древесины и LVL с учетом расположения волокон. В качестве соединительного средства между образцом и испытательной установкой используется стальной цилиндрический нагель диаметром 12 мм, устанавливаемый в предварительно просверленное отверстие.

Соединительное средство нагружается под прямым углом к своей оси через испытательное устройство из стали. Ось соединительного средства располагается перпендикулярно к поверхности древесного материала. Испытуемые образцы располагаются волокнами вдоль оси приложения нагрузки и перпендикулярно ей. Нагрузка контролируется при помощи электронного динамометра, а перемещение соединительного устройства при этом – при помощи индикатора часового типа.

 

 

А – испытательное устройство

В – индикатор перемещения

С – соединительное средство

D – испытуемый образец

E – пластина

Рис. 9.1. Принципиальная схема устройства

 

 

Рис. 9.2. Схемы приложения нагрузки

 

a) Давление в направлении волокон;

b) Растяжение в направлении волокон;

c) Давление под прямым углом к направлению волокон;

А – направление волокон;

Х – точка измерения.

Испытательное устройство выполняется таким образом, чтобы на измерения не оказывало влияния трение между стальными плитами и испытуемым образцом.

Максимальная нагрузка P_{max, est} определяется на основании опытных данных. Нагрузка доводиться до значения 0, 4 P_max.est в течении 120 секунд, затем удерживается 30 секунд, после чего образец разгружается до значения 0, 1 P_max.est и снова удерживается под неизменяемой нагрузкой в течении 30 секунд. Далее нагрузка повышается равномерно, пока не будет достигнута деформация v₀+5 мм (см. Рис. 8.3).

t – время, с.

Рис. 9.3. Диаграмма изменения нагрузки во времени

Оценочная максимальная нагрузка определяется перед началом испытаний на стандартных образцах и составляет:

Р_{max, est}^Древ0˚ =____кН;

Р_{max, est}^Древ90˚ =____кН;

Р_{max, est}^LVL0˚ =____кН;

Р_{max, est}^LVL90˚ =____кН;

Расчеты производятся по формулам:

f_{h, est}=Р_{max, est}/dt;

f_h=Р_max/dt;

v_i=w₀₄;

v_{i, mod}=(w₀₄ - w₀₁)4/3;

v_e=(w₁₄ + w₂₄ – w₁₁- w₂₁)2/3;

K_i=0, 4f_{h, est}/w_i;

K_s=0, 4f_{h, est}/w_{i, mod};

K_e=0, 4f_{h, est}/w_e;

Результаты испытаний сводятся в таблицу 9, после чего для средних значений f_h строятся кривые зависимости «нагрузка-деформация».

Таблица 12

Результаты испытаний

№ обр.

t, мм

Деформация, мм

Pmax, кН

fh, est, МПа

fh, МПа

vi, мм

vi, mod, мм

ve, мм

v01

v04

v14

v11

v21

v24

v26

v28

Древесина, 0˚

Древесина, 90˚

LVL, 0˚

LVL, 90˚

 

Средние значения сопротивлений:

f_h^Древ0˚ =____МПа;

f_h^Древ90˚ =____МПа;

f_h^LVL0˚ =____МПа;

f_h^LVL90˚ =____МПа;

Рис. 8.4. График «Нагрузка-деформация»

Вопросы для самоподготовки:

1. В чем смысл коэффициента балластной постели.

2. Зависимости величины коэффициента постели от направления действия усилия по отношению к волокнам.

 

Лабораторная работа №10

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. I-1. Определение объёма гранта
2. II. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ГРАНИЦ МОРФОЛОГИЧЕСКОГО ПОЛЯ ЧЕЛОВЕКА
3. II. Определение площади зоны заражения АХОВ.
4. Ill. Самоопределение к деятельности
5. IV.3. Определение преобладания типа темперамента
6. V) Построение переходного процесса исходной замкнутой системы и определение ее прямых показателей качества
7. Абстрактное как абстрактно-всеобщее определение конкретного целого
8. Аксиоматическое определение вероятности
9. Аксиоматическое определение вероятности.
10. Анализ функциональной связи между затратами, объемом продаж и прибылью. Определение безубыточного объема продаж и зоны безопасности предприятия
11. Аналитическое определение стоимости
12. Атомно-молекулярное взаимодействие поверхностей. Оценка химического, молекулярного и электростатического взаимодействия и сопротивления движению.