RU2323428C1 - Способ определения статической твердости древесины - Google Patents
Способ определения статической твердости древесины Download PDFInfo
- Publication number
- RU2323428C1 RU2323428C1 RU2006128941/28A RU2006128941A RU2323428C1 RU 2323428 C1 RU2323428 C1 RU 2323428C1 RU 2006128941/28 A RU2006128941/28 A RU 2006128941/28A RU 2006128941 A RU2006128941 A RU 2006128941A RU 2323428 C1 RU2323428 C1 RU 2323428C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wood
- tetrahedron
- hardness
- measurement
- depth
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области древесиноведения и деревообрабатывающей промышленности. Сущность: изготавливают исследуемый образец. Определяют глубину отпечатка индентора при внедрении его в образец, в плоскости замера под приложенной в заданном режиме нагрузкой и вычисляют обобщенный показатель твердости. Образец изготавливают в форме тетраэдра, основание которого образуют диагонали трех смежных граней трапецеидальной призмы, боковые поверхности которой соответствуют радиальному, торцовому и тангенциальному срезам древесины, а вершина тетраэдра находится в точке пересечения указанных граней. В качестве плоскости измерения глубины отпечатка используют основание полученного тетраэдра, при этом зону измерения ограничивают окружностью, центр которой находится в точке пересечения биссектрис основания тетраэдра, а обобщенный показатель твердости вычисляют по глубине отпечатка только в плоскости замера. Технический результат: снижение трудоемкости и повышение точности. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к области древесиноведения и деревообрабатывающей промышленности и касается оценки механических свойств натуральной и модифицированной древесины.
Известен способ определения статической твердости древесины, сущность которого состоит в определении величины нагрузки при внедрении пуансона в древесину на заданную глубину и вычислении статической твердости как отношения величины нагрузки к площади проекции отпечатка. Статическую твердость древесины определяют раздельно на поверхностях тангенциального, радиального и поперечного разрезов образца древесины, имеющего форму прямоугольной призмы (ГОСТ 16483.17-81 «Древесина. Метод определения статической твердости», утвержденный Госстандартом СССР 21.01.1981).
Недостатком способа является сложность получения сопоставимых данных, поскольку сравнение показателей твердости приходится осуществлять по трем показателям, объединение которых представляет определенную сложность. Кроме того, при использовании в качестве образцов прямоугольной призмы вносится погрешность оценки показателей твердости на тангенциальной поверхности.
Известен также способ определения твердости модифицированной древесины, согласно которому статическую твердость определяют тоже раздельно на поверхностях тангенциального, радиального и торцового разрезов образца древесины, для чего образец помещают в приспособление, производят плавное приложение нагрузки до 250 Н, затем измеряют глубину отпечатка и по ее величине определяют статическую твердость (ГОСТ 13338-86 «Древесина модифицированная. Метод определения твердости, временных упругой и остаточной деформаций», утвержденный Госстандартом СССР 19.02.1986).
Способ позволяет получить порознь набор из трех значений твердости (радиальной, тангенциальной, торцовой поверхности), по которым осуществляется сравнение показателей твердости различных пород древесины или оценки влияния на твердость способа модификации древесины.
Недостатком способа является также сложность получения сопоставимых данных вследствие отсутствия методологии получения обобщенного интегрированного показателя твердости, который мог бы характеризовать эффективность способов и режимов модификации древесины в части получения показателей твердости в различных направлениях внедрения индентора по отношению к годичным слоям, и в связи с этим снижение точности оценки свойств модифицированной древесины. Кроме этого, для интегрированной оценки твердости необходимо проведение не менее 12 измерений в каждом направлении, что является достаточно трудоемким процессом.
Задача изобретения - обеспечение возможности получения обобщенного показателя твердости, представляющего собой интегрированное значение твердости с учетом анизотропии древесины, способов и режимов ее модификации.
Технический результат - снижение трудоемкости и повышение точности определения статической твердости натуральной и модифицированной древесины.
Это обеспечивается тем, что в способе определения статической твердости древесины, включающем изготовление исследуемого образца, определение глубины отпечатка индентора при внедрении его в образец в плоскости замера под приложенной в заданном режиме нагрузкой и вычисление обобщенного показателя твердости, образец изготавливают в форме тетраэдра, основание которого образуют диагонали трех смежных граней трапецеидальной призмы, боковые поверхности которой соответствуют радиальному, торцовому и тангенциальному срезам древесины, а вершина тетраэдра находится в точке пересечения указанных граней, в качестве плоскости измерения глубины отпечатка используют основание полученного тетраэдра, при этом зону измерения ограничивают окружностью, центр которой находится в точке пересечения биссектрис основания тетраэдра, а обобщенный показатель твердости вычисляют по глубине отпечатка только в плоскости замера. Выполняют один замер.
Снижение трудоемкости достигается тем, что сокращается количество замеров и упрощается определение обобщенного показателя статической твердости древесины.
Повышение точности исследований достигается тем, что в качестве плоскости измерения глубины отпечатка используют основание образца, имеющего форму тетраэдра, в пределах окружности диаметром, например, 12-15 мм, центром которой является геометрический центр основания тетраэдра. При таком диаметре окружности, ограничивающей зону замера, обеспечивается устойчивость образцов в процессе измерений и наличие достаточного для обеспечения точности слоя древесного материала под получаемым отпечатком. Изготавливается образец из трапецеидальной призмы, боковые грани которой соответствуют радиальному, торцовому и тангенциальному срезам древесины, основание тетраэдра образуют диагонали трех смежных граней призмы, а вершина его находится в точке их пересечения.
Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 представлена схема вырезки исходного образца из исследуемой зоны ствола древесины, на фиг.2- исходный образец для замера твердости, на фиг.3 - испытуемый образец для замера твердости (тетраэдр).
Исходный образец 1 для определения твердости (фиг.1), вырезанный из древесины, представляющий собой четырехгранную призму трапецеидального сечения, имеет четко выраженные тангенциальное 2, торцовое 3 и радиальное 4 сечения (фиг.2).
Основание тетраэдра 5 является плоскостью замера твердости, а зона 6 замера твердости находится в пределах окружности диаметром 12-15 мм, центром которой является геометрический центр основания тетраэдра.
Пример. Для изготовления исходного образца для определения твердости древесины выбирали четырехгранную призму трапецеидального поперечного сечения (фиг.2), вырезанную из исследуемой зоны ствола древесины (фиг.1), имевшую следующие размеры: а=50 мм, с=50 мм, d=50 мм (размер в определяли по формуле 
, где α - угол скоса боковых поверхностей образца, зависящий от радиального расположения зоны вырезки образца, например, 30°), 
.
Если планируют определение твердости образца из модифицированной прессованием древесины, например, радиального прессования со степенью прессования, равной 30%, то исходные образцы изготавливают со следующими размерами: а=50 мм, в=24 мм, с=50 мм, d=50 мм. После выполнения радиального прессования с указанной степенью 30% получают следующие размеры образца: ам=50 мм, вм=24 мм, cм=35 мм, dм=50 мм.
Затем из полученных образцов вырезали испытуемые тетраэдальные образцы (фиг.3), основание 5 которых образуют диагонали трех любых смежных граней исходного образца, а вершина находится в точке пересечения указанных граней. Полученные таким образом образцы для обеспечения устойчивости в процессе внедрения индентора закрепляли в известной оправке путем заливки легкоплавкого сплава, например, содержащего 30% Sn и 70% Pb.
После этого проводили измерение твердости образца, причем замер твердости осуществляли в зоне замера 6. Для этого производили плавное приложение нагрузки до 250 Н в течение 30 с и выдерживали индентор под этой нагрузкой в течение 30 с, затем измеряли глубину отпечатка и нагрузку плавно снимали. Статическую твердость (Н·мм2) вычисляли по формуле:
где Р - нагрузка, прилагаемая к индентору, Н;
d - диаметр индентора, мм;
h - измеренная глубина отпечатка индентора, мм.
Результаты замеров твердости по известному и предлагаемому способу представлены в таблице 1 для натуральной древесины и в таблице 2 для модифицированной древесины радиального прессования.
| Таблица 1 | ||||
| Результаты замеров твердости натуральной древесины | ||||
| Порода | Твердость древесины, Н/мм2 (по Уголеву Б.Н.) | Обобщенный показатель по предлагаемому способу, Н/мм2 | ||
| торцовая поверхность | радиальная поверхность | тангенциальная поверхность | ||
| Сосна | 28,4 | 22,5 | 23,2 | 24,8 |
| Береза | 46,3 | 35,9 | 32,1 | 38,3 |
| Клен | 73,8 | 54,1 | 57,4 | 62,9 |
| Таблица 2 | ||||
| Результаты замеров твердости модифицированной древесины березы радиального прессования | ||||
| Степень прессования, Δ, % | Твердость древесины, Н/мм2 (по Хухрянскому П.Н.) | Обобщенный показатель по предлагаемому способу, Н/мм2 | ||
| торцовая поверхность | радиальная поверхность | тангенциальная поверхность | ||
| 20 | 73,8 | 32,3 | 33,9 | 49,1 |
| 30 | 88,3 | 45,2 | 49,5 | 58,4 |
| 50 | 143,2 | 80,1 | 81,7 | 107,3 |
Сравнительный анализ условий реализации предлагаемого и известного способов показывает, что трудоемкость (время) определения твердости по предлагаемому способу ниже, чем по известному на 70-80%, а точность выше на 10-20%.
Claims (3)
1. Способ определения статической твердости древесины, включающий изготовление исследуемого образца, определение глубины отпечатка индентора при внедрении его в образец в плоскости замера под приложенной в заданном режиме нагрузкой и вычисление обобщенного показателя твердости, отличающийся тем, что образец изготавливают в форме тетраэдра, основание которого образуют диагонали трех смежных граней трапецеидальной призмы, боковые поверхности которой соответствуют радиальному, торцевому и тангенциальному срезам древесины, а вершина тетраэдра находится в точке пересечения указанных граней, в качестве плоскости измерения глубины отпечатка используют основание полученного тетраэдра, при этом зону измерения ограничивают окружностью, центр которой находится в точке пересечения биссектрис основания тетраэдра, а обобщенный показатель твердости вычисляют по глубине отпечатка только в плоскости замера.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что выполняют один замер.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что зона измерения имеет диаметр 12-15 мм.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006128941/28A RU2323428C1 (ru) | 2006-08-09 | 2006-08-09 | Способ определения статической твердости древесины |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006128941/28A RU2323428C1 (ru) | 2006-08-09 | 2006-08-09 | Способ определения статической твердости древесины |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2323428C1 true RU2323428C1 (ru) | 2008-04-27 |
Family
ID=39453178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006128941/28A RU2323428C1 (ru) | 2006-08-09 | 2006-08-09 | Способ определения статической твердости древесины |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2323428C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015039200A1 (pt) * | 2013-09-20 | 2015-03-26 | Universidade Estadual Paulista "Julio De Mesquita Filho" | Equipamento e método para medição de dureza de materiais lignocelulósicos |
| CN105784522A (zh) * | 2016-05-18 | 2016-07-20 | 中航工业哈尔滨轴承有限公司 | 一种用于检测轴承磨削变质层的方法 |
| RU2725902C1 (ru) * | 2019-12-09 | 2020-07-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Брянский государственный технический университет» | Способ определения твердости композиционных гетерогенных материалов |
-
2006
- 2006-08-09 RU RU2006128941/28A patent/RU2323428C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015039200A1 (pt) * | 2013-09-20 | 2015-03-26 | Universidade Estadual Paulista "Julio De Mesquita Filho" | Equipamento e método para medição de dureza de materiais lignocelulósicos |
| CN105784522A (zh) * | 2016-05-18 | 2016-07-20 | 中航工业哈尔滨轴承有限公司 | 一种用于检测轴承磨削变质层的方法 |
| CN105784522B (zh) * | 2016-05-18 | 2018-07-27 | 中航工业哈尔滨轴承有限公司 | 一种用于检测轴承磨削变质层的方法 |
| RU2725902C1 (ru) * | 2019-12-09 | 2020-07-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Брянский государственный технический университет» | Способ определения твердости композиционных гетерогенных материалов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Tannert et al. | In situ assessment of structural timber using semi-destructive techniques | |
| Ceraldi et al. | Resistographic inspection of ancient timber structures for the evaluation of mechanical characteristics | |
| Kloiber et al. | Mechanical properties of wood examined by semi-destructive devices | |
| Íñiguez-González et al. | Reference conditions and modification factors for the standardization of nondestructive variables used in the evaluation of existing timber structures | |
| RU2323428C1 (ru) | Способ определения статической твердости древесины | |
| JP4565449B2 (ja) | コンクリート構造物の品質評価装置およびコンクリート構造物の品質評価方法 | |
| JPH0621783B2 (ja) | 機械部品の疲労・余寿命評価法 | |
| Ceccotti et al. | NDT on large ancient timber beams: assessment of the strength/stiffness properties combining visual and instrumental methods | |
| JP3672527B2 (ja) | コンクリートの強度推定方法及び装置 | |
| Murata et al. | Determination of Young's modulus and shear modulus by means of deflection curves for wood beams obtained in static bending tests | |
| Gaspar et al. | Evaluation of glue line shear strength of laminated timber structures using block and core type specimens | |
| CN110031281B (zh) | 一种确定钢材种类的方法 | |
| US20170212023A1 (en) | Method and apparatus for a hardness test block | |
| Lear | Improving the assessment of in situ timber members with the use of nondestructive and semi-destructive testing techniques | |
| Benedetti et al. | Toward a quantitative evaluation of timber strength through on-site tests | |
| RU2725902C1 (ru) | Способ определения твердости композиционных гетерогенных материалов | |
| Scott et al. | Method for quantifying percentage wood failure in block-shear specimens by a laser scanning profilometer | |
| Koizumi et al. | Nondestructive measurement of cross-sectional shape of a tree trunk | |
| JP4063727B2 (ja) | コンクリート非破壊検査法 | |
| Szostak et al. | Determination of the strength parameters of pinewood based on the non-destructive sclerometric test with a wood hammer | |
| CN109959319A (zh) | 一种涂料测厚仪 | |
| RU2557362C2 (ru) | Способ определения объемной твердости древесины | |
| Agrawal | Nondestructive evaluation of wooden logs using ground penetrating radar | |
| Ionescu et al. | Determination of a wood damage assessment system by mathematical methods and minimally invasive mechanical tests. | |
| Ionescu et al. | Alternative method for minimally invasive determination of the wood fragility from cultural heritage assets |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080810 |