Механические свойства древесины

Механические свойства характеризуют способность древесины сопротивляться воздействию внешних сил (нагрузок).

Под воздействием внешних сил в древесине нарушается связь между отдельными ее частицами и изменяется форма. Из - за сопротивления древесины внешним нагрузкам в древесине возникают внутренние силы. К механическим свойствам древесины относятся прочность, твердость, деформативность, ударная вязкость.

Прочность

Прочностью называется способность древесины сопротивляться разрушению под действием механических нагрузок. Она зависит от направления действующей нагрузки, породы дерева, плотности, влажности, наличия пороков и характеризуется пределом прочности - напряжением, при котором разрушается образец.

Различают основные виды действия сил: растяжение, сжатие, изгиб, скалывание.

Предел прочности при растяжении. Средняя величина предела прочности при растяжении вдоль волокон всех пород составляет 130 МПа. На прочность при растяжении вдоль волокон оказывает большое влияние строение древесины. Даже небольшое отклонение от правильного расположения волокон вызывает снижение прочности.

Прочность древесины при растяжении поперек волокон очень мала и в среднем составляет 1/20 часть от предела прочности при растяжении вдоль волокон, т.е. 6,5 Мпа.

Предел прочности при сжатии.

При сжатии вдоль волокон деформация выражается в небольшом укорочении образца.

Прочность древесины при сжатии поперек волокон ниже, чем вдоль волокон, примерно в 8 раз.

Порода	Предел прочности, Мпа, при:				Торцовая твёрдость, Мпа	Ударная вязкость, Дж/м2
	сжатии вдоль волокон	статическом изгибе	скалывании вдоль волокон
			радиальном	тангенциальном
Сосна обыкновенная	49/21	86/50	7,5/4,3	7,3/4,5	29/14	412002/35316
Сосна кедровая	42/19	74/43	6,6/4,0	7,0/4,3	22/11	31392/25506
Лиственница	65/26	112/62	9,9/6,3	9,4/5,8	44/21	51993/43164
Ель	45/20	80/44	6,9/4,1	6,8/4,4	26/12	39240/33354
Пихта сибирская	39/18	69/41	6,4/4,5	6,5/4,2	28/13	29430/25506
Граб	60/27	137/74	15,6/8,8	19,4/10,4	91/54	99081/84366
Ясень	59/33	123/75	13,9/9,4	13,4/8,7	80/48	88290/74556
Орнех гредский	55/24	110/61	11,0/5,9	11,6/6,1	---	74556/62784
Берёза	55/23	110/60	9,3/5,0	11,2/5,9	47/28	93195/78480
Бук	56/26	109/65	11,6/7,0	14,5/8,9	61/37	80442/68670
Дуб	58/31	108/68	10,2/7,6	12,2/9,0	68/40	76518/64746
Вязь	48/25	96/59	9,1/6,5	10,2/7,3	56/34	93195/78480
Липа	46/24	88/54	8,6/5,6	8,1/5,0	26/16	57879/49050
Осина	43/19	78/46	6,3/3,6	8,6/5,0	27/16	84366/72594

Твердость Твердостью называется способность древесины сопротивляться внедрению в нее более твердых тел. Твердость торцовой поверхность выше тангенциальной и радиальной на 30% у лиственных породи на 40 % - у хвойных. На величину твердости оказывает влияние влажность древесины. При изменении влажности на 1% торцовая твердость изменяется на 3%, а тангенциальная и радиальная - на 2%. По степени твердости все древесные породы при 12% - ной влажности можно разделить на три группы: А) мягкие (торцовая твердость 38,6 Мпа и менее) - сосна, ель, кедр, пихта, тополь, липа, осина, ольха; Б) твердые (торцовая твердость от 338,6 до 82,5 МПа) - лиственница сибирская, береза, бук, вяз, ильм, карагач, клен, яблоня, ясень; В) очень твердые (торцовая твердость более 82,5 МПа) - акация белая, береза железная, граб, кизил, самшит. Твердость древесины имеет существенное значение при обработке ее режущими инструментами: фрезеровании, пилении, лущении, а также в тех случаях, когда она подвергается истиранию при устройстве полов, лестниц перил. Твердость некоторых пород древесины, применяемых при изготовлении паркета В производстве пакета обычно применяют породы не ниже средней твердости.