Дерево ортотропно.

Дерево имеет уникальные независимые механические свойства в трех взаимно перпендикулярных осях (вот что значит ортотропно). Оси проходят параллельно стволу дерева среди длинных переменчивых клеточных структур или древесных зерен, названных лонжеронными осями. Радиальные оси дерева расширяются наружу от центра, а тангенциальные оси лежат перпендикулярно зернам и касаются колец роста.

Дерево прочнее в лонжеронных осях чем в других двух. Для конструирования лонжеронные и тангенциальные оси нас и интересует главным образом. Задумайтесь о сосновой доске: для того, чтобы сделать из нее что-нибудь полезное вам нужно ориентироваться на то, чтобы изделие было ориентировано по прочным зернам, но не слишком, а значит изделие станет ломким.

Фанера превосходно подходит по этому показателю. Пластичные, тонкие слои дерева ориентированные в различных направлениях, дают нам однородную панель, у которой лонжеронная прочность распространяется на всю площадь. Таким образом, фанера это композитный материал, созданный из композитов. Тем не менее очень важно понимать, что фанера имеет только половину прочности в сравнении с однородной крепкой доской той же самой из той же породы и такой же толщины. Зерно доски однородно во всех направлениях, тогда как у фанеры половина слоя параллельная верхнему шпону, а другая перпендикулярна. Поэтому для простых изделий обычная доска лучше. А для панелей, которые используются в зеркальной коробке и качалке, фанера подходит лучше, так как она устойчива во всех направлениях.

Потребовалась бы дюжина различных параметров, чтобы полностью описать механические свойства дерева. Нам нужно только три: устойчивость, крепость и удельный вес.

Устойчивость: Сопротивление сгибанию называется модулем эластичности, Е, отношение единицы напряжения к единице натяжения. Другими словами, модуль эластичности описывает степень сгибания (эластичной деформации) в материале под давлением приложенной силы.

Исходя из того, что дерево ортотропно, оно имеет три модуля эластичности: по лонжеронным, радиальным и тангенциальным осям. Они различаются как между собой, так и в разных породах дерева с разной влажностью и удельным весом. Для фанеры в наших телескопах имеют значение только лонжеронные и тангенциальные модули эластичности, поскольку слои устанавливаются в этих направлениях. Большее значение модуля эластичности указывает на усточивость древесины и меньшую прогибаемость под нагрузкой.

Крепость: Сопротивление дерева давлению, разрушению и наружным повреждениям называется крепостью. Официально крепость определяется силой необходимой для того, чтобы вставить стальной шарик диаметром 0,444 дюйма на половину своего диаметра в дерево. Значения, указанные в Приложении А это средние радиальные и тангенциальные крепости. Увеличение значения крепости указывает на повышение сопротивляемости разрушению, царапинам и давлению.

Удельный вес: Это вес на единицу объема в сравнении с равным объемом воды. Исходя из того, что масса воды составляет 1 кг на литр, числовое обозначение удельного веса и плотности одинаковое. Независимо от породы дерева, древесина состоит преимущественно из целлюлозы удельным весом 1,5. Но сухая древесина плавает на поверхности воды, потому что наполнена кавернами и порами воздуха.

Некоторые породы дерева имеют больше целлюлоза на единицу объема чем другие и поэтому имеют больший удельный вес. После того, как древесина очищается от коры, выпрямляется, освобождается от дефектов удельный вес превосходно показывает конечное содержание субстанции, это хороший показатель механических свойств. И самое главное, чем выше удельный вес, тем прочнее древесина.

Дата добавления: 2015-11-14