Методы определения механических характеристик древесины при сдвиге часть 2
Опыты, проведенные Хохловым, показали, что силы трения, возникающие на грани, способствуют завышению предела прочности при скалывании на 18—30%. Так как при испытании согласно ГОСТ 16483.5 размеры образцов те же, что и по ГОСТ 14496, а силы трения на грани уменьшены до несущественной величины, можно предположить, что переход от испытаний на скалывание (ГОСТ 16483.5) к испытаниям на чистый сдвиг приводит к увеличению предела прочности в 2 раза и более. Ориентировочные расчеты, проведенные автором, показали, что при скалывании должны получаться более низкие значения предела прочности, чем при чистом сдвиге. Однако эта разница не получилась такой большой, как следует из опытов Тулузакова. По-видимому, большое завышение предела прочности, полученное Тулузаковым, объясняется наличием стесненности деформаций на контакте образца с металлическими деталями приспособления, препятствующей разрушению образца. Применяемые в этом случае, автором резиновые прокладки не могут полностью устранить препятствия свободной деформации чистого сдвига. В результате возникает влияние дополнительных косвенных факторов, способствующих завышению опытных значений предела прочности.
Подводя итоги сказанному, можно отметить, что результаты испытаний древесины на прочность при скалывании не рекомендуется использовать в расчетах, где требуется такая механическая характеристика, как предел прочности при чистом сдвиге. В процессе определения предела прочности при скалывании опытные данные искажаются за счет действия большого числа косвенных факторов, влияние которых на результаты опытов различно и неопределенно. Поэтому большое значение имеют исследования по разработке специальных методов определения предела прочности при чистом сдвиге. Сравнивая и анализируя результаты, полученные различными методами, можно в конечном итоге определить опытные данные, близкие к значениям предела прочности при чистом сдвиге. В настоящей работе описывается метод определения предела прочности при чистом сдвиге из опытов на кручение тонкостенных трубок,
Модули сдвига Gta и Gra для древесины как ортотропного материала определяют согласно ГОСТ 16483.30 из опытов на сжатие под углом 45° к направлению волокон в тангенциальной и радиальной плоскостях. Для вычисления модуля сдвига применяют определенную формулу.
Эта формула теоретически обоснована при условии приложения к торцам образца равномерных нормальных напряжений и отсутствия на торцах препятствий деформации. Практически при испытании такие условия выдержать нельзя. В результате получаем несколько завышенный модуль сдвига. Наиболее существенно искажаются опытные данные, если траверсы машины не имеют возможности перемещаться друг относительно друга в горизонтальных плоскостях.
Увеличение объема рабочей части образца должно приводить к снижению модуля сдвига. Уменьшение длины образца создает менее благоприятные условия для развития деформаций, что приводит к уменьшению деформаций и, как следствие, к повышению модуля сдвига. Так, по опытным данным Тулузакова, уменьшение длины образца от 40 до 60 мм при одновременном сокращении в 2 раза ширины образца привело к повышению модуля сдвига для радиальной и тангенциальной плоскостей на 14,6 и 12,9%.
Проведенные Тулузаковым сравнительные испытания образцов из древесины сосны по определению модулей сдвига при чистом сдвиге и по стандартной методике показали, что в первом случае модули сдвига больше, чем во втором на 29,3% (радиальная плоскость) и на 24,1% (тангенциальная плоскость). Эти результаты свидетельствуют о том, что в процессе испытаний древесины при чистом сдвиге стесненность деформаций образца довольно существенно повлияла на опытные данные, Здесь следует иметь в виду, что опытные данные стандартных испытаний несколько завышены за счет влияния условий на торцах.
Ниже приводится методика определения модулей сдвига древесины Gra и Gta из опытов на кручение тонкостенных трубок. Эти данные, по нашему мнению, более объективно характеризуют постоянные упругости при чистом сдвиге.
Загрузка ...