Рекомендации по оценке прочности пилома­териалов (стр. 2 )

8.2.1. Аппаратура

• Оборудование для определения модуля упругости пиломатериалов при изгибе пози­ционного или проходного типа.

• Аппаратура и приборы для определения влажности древесины согласно ГОСТ 16483.7 или электровлагомер с точностью измерения влажности не ниже 2% абс.

8.2.2. Подготовка к испытаниям

• Партия пиломатериалов, подлежащая испытаниям, должна быть выдержана в по­мещении для выравнивания влажности и температуры древесины. Рекомендуемой равновесной влажностью древесины является влажность в 12%.

• Допускается строгание образцов с двух или четырех сторон для устранения покоробленности и стабилизации размеров пиломатериалов.

• У каждого образца должны быть определены влажность древесины с точностью не ниже 2% абс. и размеры поперечного сечения с точностью до 0,1 мм.

8.2.3. Проведение испытаний

• Для тарировки устройства, замеряющего модуль упругости пиломатериалов или за­готовок в производственных условиях, выполняют определение модуля упругости на контрольных образцах согласно инструкции, прилагаемой к данному устройству.

• Контрольные образцы в виде целых досок или отрезков пиломатериалов с извест­ным машинным модулем упругости Емаш испытывают в лабораторных условиях для определения модуля упругости Елаб по методике, указанном в п. 8.1.2. Число испытанных образцов должно быть не менее 100 шт.

8.2.4. Обработка результатов

• Полученные значения модулей упругости пересчитывают на влажность 12% со­гласно табл. 8.1. и п.8.1.4.

• Рассчитывают корреляцию и находят уравнение связи Елаб=f(Емаш) между машин­ным и лабораторным модулем упругости образцов согласно общепринятых проце­дур. Рекомендуется использовать для расчетов электронные таблицы Ехсеll или по­добные.

• Результаты расчетов представляют в графическом виде с указанием линии средних значений для уравнения выбранного типа. Критерием выбора формы зависимости между двумя показателями должна быть максимальная величина достоверности апроксимации (R2).

• Рассчитывают понижающий коэффициент K2 для полученного уравнения связи по формуле

где Vу - вариационный коэффициент для статистического ряда значений Елаб, %

• Оценку нормативной (с достоверностью 0,95) прочности при изгибе при влажности 12% и поперечном сечении образца равном 100х50 мм2 по машинному модулю упругости, приведенному к влажности 12%, выполняют по формуле:

σизг = (6,16Е^ + 6,0) * 0,8 * К2

Для пиломатериалов других сечений полученный результат умножают на мас­штабный коэффициент К3 согласно табл. 8.3.

8.3. Масштабные коэффициенты (Кз) для предела прочности древесины при изгибе

Ширина	Толщина (высота) пиломатериалов, мм
мм	20	25	30	35	40	45	50	60	75	100	125	150
50	1,149	1,121	1,099	1,080	1,065	1,051	1,039	1,018	0,994	0,963	0,939	0,921
60	1,138	1,110	1,088	1,070	1,054	1,040	1,028	1,008	0,984	0,953	0,930	0,911
70	1,128	1,101	1,079	1,061	1,045	1,032	1,020	1,000	0,975	0,945	0,922	0,904
80	1,120	1,093	1,071	1,053	1,038	1,024	1,012	0,992	0,968	0,938	0,915	0,897
90	1,112	1,086	1,064	1,046	1,031	1,018	1,006	0,986	0,962	0,932	0,909	0,891
100	1,106	1,079	1,058	1,040	1,025	1,012	1,000	0,980	0,956	0,927	0,904	0,886
125	1,093	1,066	1,045	1,027	1,012	0,999	0,988	0,968	0,945	0,915	0,893	0,875
150	1,082	1,055	1,034	1,017	1,002	0,989	0,978	0,959	0,935	0,906	0,884	0,867
175	1,073	1,047	1,026	1,008	0,994	0,981	0,970	0,950	0,927	0,899	0,877	0,859
200	1,065	1,039	1,018	1,001	0,987	0,974	0,963	0,943	0,921	0,892	0,870	0,853

Нормативный с доверительной вероятностью 0,95 предел прочности при продоль­ном сжатии чистой древесины данного образца, имеющего модуль упругости Емаш, рассчитывается по формуле

σсж = (2,42Емаш+ 7,72) * 0,8 * К2

Допускается рассчитывать средний предел прочности при растяжении чистой дре­весины по пределам прочности при изгибе и сжатии по формуле

Результаты испытаний оформляют с указанием всех исходных, замеренных и рас­четных данных.

8.3. Метод оценки прочности пиломатериалов и заготовок по двум па­раметрам

Метод распространяется на обрезные пиломатериалы и заготовки и устанавливает процедуру оценки их прочности по средней плотности образца и модулю упругости при изгибе. Сущность метода заключается в измерении двух указанных характеристик материала и прогнозировании его прочности по известному уравнению множественной регрессии.

8.3.1. Аппаратура и приборы

• Устройство для прямого или косвенного измерения плотности древесины с точ­ность. не ниже 1%

• Устройство для определения модуля упругости пиломатериалов или заготовок при изгибе с точностью не ниже 1%.

• Аппаратура для определения влажности древесины с точностью до 2% абс.

8.3.2. Подготовка к испытаниям

• Партия пиломатериалов одного сечения, породы и района произрастания, подлежа­щая сортированию по прочности, должна быть выдержана в помещении до дости­жения равновесной влажности и температуры.

• Влажность древесины в данной партии пиломатериалов должна быть определена с точностью до 2% абс.

• Устройство для определения модуля упругости должно быть оценено по взаимосвя­зи измеряемых на нем величин с лабораторными модулями упругости с расчетом коэффициента К2 согласно п. 8.2.3.

• При необходимости выполняют строжку пиломатериалов с одной или двух пластей для уменьшения разнолтолщинности досок.

8.3.3. Проведение испытаний

• У каждого образца измеряют массу при влажности в момент испытаний путем пря­мого взвешивания с точностью до 1% или замеряют плотность косвенным путем.

• У пиломатериалов определяют модуль упругости в ГПа согласно инструкции к уст­ройству для определения модуля упругости при изгибе.

8.3.4. Расчет результатов

·  Плотность древесины при влажности W определяют как интегральную величину по формуле, кг/м3

где mw - масса образца, кг; замеренная с точностью до 1г; L - длина образца, м, заме­ренная с точностью 1 мм; b, h, - размеры поперечного сечения образца, м, замеренные с точностью до 0,1 мм.

·  Вычисляют базисную плотность древесины данного образца по формуле

где Кα -коэффициент объёмного разбухания, равный 0,6 для белой акации, березы, бу­ка, граба и лиственницы и 0,5 для остальных пород, W- влажность древесины в мо­мент испытаний, %.

·  Расcчитывают лабораторный модуль упругости по формуле

где f(Емаш) - известная зависимость между машинным и лабораторным модулем упру­гости для данного устройства (сортировочной машины); К2 - понижающий коэффици­ент для данной зависимости, К3 - масштабный коэффициент для приведения модуля упругости к размеру поперечного сечения пиломатериалов 100 х 50 мм.

• Вычисляют нормативный с доверительной вероятностью 0,95 предел прочности при изгибе по формуле

σизг = (2,65Е + 0,103ρбаз -10,1) * 0,845

• Результаты испытаний оформляют с указанием всех исходных, замеренных и рас­четных величин.