Quali proprietà meccaniche ha il legno?

Il legno è un materiale abbastanza popolare che trova la sua applicazione in vari settori della vita umana. Allo stesso tempo, non tutti sanno che le materie prime hanno una serie di caratteristiche uniche. Oggi nel nostro articolo daremo uno sguardo più da vicino alle proprietà meccaniche del legno.

Le proprietà meccaniche del legno caratterizzano la qualità complessiva del materiale e sono direttamente proporzionali ad essa. Gli indicatori più importanti della resistenza meccanica includono la capacità del legno di sopportare carichi di tipo sia statico che dinamico.

Per per determinare le proprietà meccaniche che possiede un materiale, viene stirato, compresso, piegato e tranciato. Va tenuto presente che il legno è chiamato materiale anisotropo, rispettivamente, la materia prima può avere proprietà diverse a seconda della direzione in cui è interessata. Ci sono 2 direzioni in totale: radiale e tangenziale.

La caratteristica meccanica più importante del legno è la sua robustezza. Le caratteristiche di resistenza hanno un impatto diretto su come ea quale livello un materiale può resistere e resistere a fratture indesiderate.

La classe media (cosiddetta "intermedia") è occupata dalle conifere. Tassi più elevati sono caratteristici, ad esempio, per la betulla, motivo per cui molto spesso vengono realizzate varie strutture di supporto e supporto, nonché elementi per i quali è importante una maggiore resistenza all'usura.

Si dovrebbe notare che il livello di resistenza ed elasticità è influenzato dal livello di umidità. Quindi, quando inumidito, si verificano reazioni specifiche all'interno del legno, che ne riducono la resistenza. Inoltre, questa disposizione è rilevante solo se il livello di umidità sale al 25%. L'ulteriore inumidimento non differisce in nessuna reazione significativa e non influisce sugli indicatori di forza. Gli esperti lo capiscono.

Per per confrontare gli indicatori di resistenza di rocce diverse, è necessario assicurarsi che i loro indicatori di umidità siano identici - solo in questo caso si può parlare di risultato oggettivo e imparziale.

Oltre all'umidità, quando si misura la resistenza, è importante prestare attenzione anche alla natura e alla durata dei carichi. Ad esempio, i carichi statici sono costanti. Inoltre, sono caratterizzati da un aumento lento e graduale.D'altra parte, i carichi dinamici sono relativamente brevi. In un modo o nell'altro, entrambi i carichi possono distruggere il legno.

Va inoltre tenuto presente che gli indicatori di forza, i suoi limiti e limiti differiscono a seconda del tipo specifico di deformazione.

• Allungamento. Se parliamo della resistenza alla trazione del legno, questo indicatore è 1.300 kgf / cm2 (e questo parametro è rilevante per tutte le varietà). In una situazione del genere, la struttura interna del legno è di importanza decisiva. Se le fibre sono disposte correttamente e strutturate, la forza aumenta (e viceversa). La resistenza varia a seconda che il legno sia allungato lungo o trasversalmente. Nel primo caso, l'indicatore è piuttosto grande e nel secondo è 20 volte inferiore e ammonta a 65 kgf / cm2. È a causa di queste caratteristiche meccaniche che il legno è raramente utilizzato per creare prodotti che lavorano in tensione trasversale.

• Compressione. Come qualsiasi altro impatto su legno, può essere eseguito sia in senso longitudinale che trasversale. Se parliamo di compressione lungo le fibre, vale la pena notare che in questo caso la roccia sarà accorciata (è così che il processo di deformazione si manifesterà all'esterno). Va inoltre tenuto presente che la resistenza del legno, che viene compressa non lungo, ma trasversalmente, è significativamente ridotta, in particolare di 8 volte. In condizioni di laboratorio, l'albero è compresso nelle direzioni radiale e tangenziale. Nel corso della conduzione di tali esperimenti, gli scienziati hanno stabilito con certezza che la resistenza alla compressione di rocce diverse non è la stessa. Quindi, le rocce con raggi centrali si distinguono per indicatori più alti sotto compressione radiale. Le conifere, invece, mostrano valori di resistenza abbastanza elevati anche sotto compressione tangenziale.

• Piegatura statica. Una caratteristica distintiva di questo tipo di impatto, come la flessione statica, è che diversi strati di legno ricevono effetti diversi, vale a dire gli strati superiori di legno ricevono sollecitazioni di compressione e quelli inferiori si allungano lungo le fibre. Tra gli strati superiore e inferiore c'è uno strato speciale che non subisce alcuna pressione. Tradizionalmente, questo strato è chiamato neutro. Inizialmente, la distruzione del materiale inizia nella zona allungata inferiore, in relazione alla quale vengono strappate le fibre più esterne del legno. Esiste un indicatore di resistenza media, tipico per un gran numero di specie legnose, è di 1.000 kgf / cm2 (mentre potrebbero esserci deviazioni da questo indicatore, a seconda degli indicatori unici di ciascuna specie specifica, nonché del livello di umidità).

• Spostare. Fondamentalmente, il taglio è una deformazione, che è lo spostamento di una parte rispetto all'altra. Esistono diversi tipi di taglio: taglio (può avvenire in qualsiasi direzione) e taglio. In questo caso, è particolarmente importante monitorare quanto rimane forte l'albero. Quindi, la scissione influisce negativamente sugli indicatori di forza, la roccia rimane più forte durante la scissione trasversale.

Oltre alla resistenza, il legno è caratterizzato anche da altre proprietà meccaniche e fisico-meccaniche. Diamo un'occhiata più da vicino ai principali.

Prima di tutto, è necessario parlare di una tale caratteristica di un materiale naturale come la durezza. La durezza è una delle caratteristiche più importanti di un materiale ed è la capacità di una materia prima di resistere alla penetrazione di un corpo solido di una certa forma. Distinguere tra durezza finale e laterale (a seconda del lato del materiale interessato). La durezza finale è maggiore in termini di prestazioni.

A seconda degli indicatori di durezza, un materiale da costruzione come il legno è diviso in 3 gruppi principali:

• morbido (ad esempio pino, abete rosso, cedro, abete, tiglio, pioppo tremulo, ontano, castagno, ecc.);
• solido;
• extra duro.

Di conseguenza, nella fabbricazione di determinati prodotti, è molto importante tenere conto di un parametro come la durezza. Ad esempio, è desiderabile realizzare elementi decorativi da varietà morbide e solo le varietà particolarmente dure sono adatte per creare strutture di supporto.

La durezza del legno è fondamentale durante l'applicazione e la lavorazione del materiale. A seconda delle esigenze specifiche e dell'ambito di applicazione del legno, l'una o l'altra opzione può essere la più pertinente e adatta.

Un'altra caratteristica importante che differisce tra alcuni tipi di legno (ad esempio acero e abete rosso) è la resistenza all'urto. Questa proprietà designa e determina la capacità di un materiale di assorbire carichi dinamici. Allo stesso tempo, maggiore è la resistenza all'impatto, minori saranno i danni e le violazioni dell'integrità che osserverai sull'albero durante l'applicazione di questi carichi molto dinamici. In generale, possiamo dire che per la maggior parte delle razze questo indicatore è a un livello abbastanza alto.

Particolare attenzione va posta alla resistenza all'usura, poiché è questo parametro che determina se il legno è in grado di resistere in relazione a carichi di attrito prolungati. A seconda di quanto è alta la resistenza all'usura, la possibile vita del materiale varierà in modo significativo. Il livello di resistenza all'usura è decisamente influenzato dalla direzione di taglio e dalle caratteristiche uniche di ogni particolare specie legnosa. Va tenuto presente che l'elevata resistenza all'usura è caratteristica delle superfici terminali. In termini di resistenza all'usura, il legno secco e bagnato differisce: il primo ha un livello più alto.

Come accennato in precedenza, il legno è uno dei materiali più popolari, diffusi e richiesti che viene utilizzato per creare mobili, oggetti decorativi e un gran numero di altri prodotti. Di conseguenza, durante l'elaborazione, viene inserito un gran numero di elementi di fissaggio, il più delle volte in metallo. Pertanto, un indicatore come la capacità di trattenere elementi di fissaggio in metallo è di fondamentale importanza. Quindi, ad esempio, i chiodi possono tagliare o separare le fibre di un albero e le viti possono catturare le fibre.

Per creare prodotti funzionali ed esteticamente gradevoli, il legno deve essere piegato. A questo proposito, la capacità di piegarsi è un'altra importante proprietà meccanica del legno. Si prega di notare che razze diverse hanno diversi livelli di capacità di piegamento. Quindi, ad esempio, per quanto riguarda le conifere, la regola è che quando si piegano gli aghi devono essere inumiditi, ma un albero secco praticamente non si piega (e quando viene applicata un'alta pressione, può rompersi del tutto).

Anche le caratteristiche di deformazione sono essenziali. Influiscono sulla rapidità (se non del tutto) di recuperare le specie arboree da un impatto dinamico a breve termine. In combinazione con la deformabilità, anche una caratteristica come il modello di elasticità gioca un ruolo importante.

A causa del fatto che il legno viene utilizzato in varie sfere della vita umana ed è uno dei materiali più richiesti, è molto importante conoscere in dettaglio tutte le sue proprietà. Di conseguenza, prima di utilizzare il materiale per creare determinati prodotti (ad esempio mobili, elementi decorativi, ecc.) tutte le proprietà chimiche, fisiche e meccaniche dovrebbero essere esaminate attentamente. Solo così il tuo prodotto sarà durevole e affidabile. Ricorda che diversi tipi di legno sono adatti a scopi diversi. Inoltre, alcune rocce non possono essere esposte affatto, altrimenti semplicemente collasseranno. Questa conoscenza è particolarmente rilevante per gli ebanisti professionisti e altri rappresentanti del settore delle costruzioni.