Работа и испытание древесины на изгиб

Вид стандартного образца для испытания на изгиб представлен на рис. 1.11 а. Как правило, при испытании на изгиб прикладываются две силы Р, равноудаленные от опор: в этом случае средний участок образца находится в условиях чистого изгиба (поперечная сила Q=0).

Рис. 1.11. а) Стандартный образец для испытания древесины на поперечный изгиб; б) эпюры нормальных напряжений в поперечном сечении элемента

при различных стадиях загружения

При изгибе зависимость между усилиями Р и прогибом f нелинейна. В начальной стадии нагружения древесина работает упруго и напряжения в сечении имеют линейное распределение (рис. 1.11 б). При дальнейшем росте нагрузки, эпюра напряжений становится криволинейной со смещением нейтральной оси в сторону растянутой кромки. На этой стадии нагружения древесина работает в упруго пластической стадии, в сжатой зоне начинается смятие волокон с образованием характерных складок. На заключительном этапе нагружения образца зона пластичности развивается вглубь сечения, нейтральная ось еще дальше смещается к растянутой кромке и происходит окончательное разрушение образца в растянутой зоне в виде разрыва или отслоения крайних волокон.

Предел прочности при изгибе σ_ви определяется по формуле (без учета пластического деформирования древесины)

(1.2)

где Р_разр — разрушающая нагрузка; а=80 мм — длина участка; W = b³/6 – осевой момент сопротивления сечения, b= 20 мм.

Среднее значение предела прочности древесины при изгибе занимает промежуточное значение между σ_вр и σ_вс (пределов прочности при растяжении и сжатии вдоль волокон) и равно примерно 75 МПа.