Вход в аккаунт

Партнёры сайта

Главная

Древесина - строительный материал

1.3. Механические свойства древесины
1.3.1. Анизотропия

Слово "анизотропия" происходит от греческих слов: "анизос" (неравный) и "тропос" (направление) и означает неодинаковость свойств материала в различных структурных направлениях. Анизотропия является следствием особенностей анатомического строения древесины, в которой ее механические и упругие свойства резко отличаются для направлений вдоль и поперек волокон. Помимо строения древесины, на механические свойства оказывает влияние неоднородность древесины, обусловленная наличием поздней и ранней древесины годовых колец. Прочность поздней древесины годичных колец в 3-4 раза выше прочности ранней древесины. Однако в пределах одного ствола содержание поздней древесины изменяется. Слои, окружающие сердцевину, содержат мало поздней древесины, затем ее содержание увеличивается, а далее к коре уменьшается. Также меняется содержание поздней древесины по высоте ствола от комеля к вершине, снижаясь в 1,5-2 раза.

Рис. 1.2. Основные разрезы ствола: 1 - осевой (а); 2 - радиальный (г); 3 - тангенальный (I).

Необходимо отметить, что теплофизические свойства, теплопроводность, линейное тепловое расширение, электропроводность древесины также различны по трем направлениям структурной симметрии, т.е. древесина анизотропна также в отношении этих свойств.

Расчетная модель предполагает наличие трех взаимно перпендикулярных плоскостей структурной симметрии. Такие материалы называют орто-тропными. Предположение об ортотропности применительно к элементарному объему древесины является упрощенной схемой (рис. 1.3, а).

В чем идеализация схемы анизотропии?

1. Плоскость аг рассматривается как плоскость симметрии при условии, если кривизна годичных слоев мала в пределах рассматриваемого объема.

2. Плоскость II перпендикулярную волокнам можно рассматривать как плоскость симметрии лишь при условии постоянства свойств по высоте ствола и при отсутствии сбега ствола.

3. Тангентальная плоскость а! рассматривается как плоскость симметрии, если не считаться с различием свойств ранней и поздней древесины.

Механические свойства древесины различны в разных направлениях и зависят от угла между направлением действующего усилия и направлением волокон (рис. 1.3,6). При совпадении направления усилия и волокон прочность древесины достигает максимального значения. Поэтому, при выведении формул для определения расчетных сопротивлений под углом к волокнам, древесина рассматривался как ортотропный материал.